Молочная промышленность: от фермы до прилавка.

Молочная ферма и производство: хранение молока, изготовление масла, сыра и других молочных продуктов. Всё о молочной промышленности и животноводстве.

23 мин чтения

100%

Источник: Dairy — Wikipedia

Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.

Содержание

Введение

Место, где хранится молоко и где производят или продают масло и сыр.

Молочная ферма или молочный завод – это место, где хранится молоко и где производят масло, сыр и другие молочные продукты, или место, где эти продукты продаются. Это может быть комната, здание или более крупное предприятие. В Соединенных Штатах этим словом также могут описывать молочную ферму или часть смешанной фермы, предназначенную для производства молока для потребления человеком, получаемого от коров, буйволов, коз, яков, овец, лошадей или верблюдов. Прилагательное "молочный" относится к продуктам, производным и процессам, связанным с молоком, а также к животным и работникам, участвующим в их производстве, например, дояр, доярка, молочный скот или молочная коза. Молочная ферма производит молоко, а молочный завод перерабатывает его в разнообразные молочные продукты. Эти предприятия составляют мировую молочную промышленность, являющуюся частью пищевой промышленности. Слово "молочный" происходит от древнеанглийского слова, обозначавшего женского слугу, поскольку исторически доение выполнялось доярками.

Терминология

Терминология различается в разных странах. Например, в Соединенных Штатах всю молочную ферму обычно называют "dairy" (молочной фермой). Здание или участок фермы, где происходит доение коров, часто называют "milking parlor" (доильным залом) или просто "parlor" (залом), за исключением небольших ферм, где коров обычно выгоняют на пастбище и доят в "stanchion barns" (стойловых коровниках). Участок фермы, где молоко хранится в больших резервуарах, известен как "milk house" (молочный дом) фермы. Затем молоко транспортируют (обычно грузовиком) на "dairy plant" (молочный завод), который также называют "dairy" (молочной фабрикой), где сырое молоко подвергается дальнейшей переработке и подготовке к коммерческой продаже молочных продуктов. В Новой Зеландии участки фермы для доения также называют "milking parlours" (доильными залами), исторически известные как "milking sheds" (доильные сараи). Как и в Соединенных Штатах, иногда доильные сараи называют по их типу, например, "herring bone shed" (сарай с "елочкой") или "pit parlour" (доильный зал с ямой). Конструкция доильных залов эволюционировала от простых сараев до больших вращающихся установок, в которых рабочий процесс (пропускная способность коров) организован очень эффективно. В некоторых странах, особенно в тех, где доят небольшое количество животных, ферма может выполнять функции молочного завода, перерабатывая собственное молоко в продаваемые молочные продукты, такие как масло, сыр или йогурт. Такая переработка на месте – традиционный способ производства специализированных молочных продуктов, распространенный в Европе. В Соединенных Штатах "dairy" (молочная ферма/завод) может также быть местом, где перерабатывают, распространяют и продают молочные продукты, или помещением, зданием или предприятием, где молоко хранят и перерабатывают в молочные продукты, такие как масло или сыр. В новозеландском английском языке слово "dairy" (молочный) в единственном числе почти исключительно обозначает небольшой магазинчик у дома или супермаркет. Это историческое употребление, поскольку такие магазины были распространенным местом для покупки молочных продуктов.

История

Животные, производящие молоко, были одомашнены тысячи лет назад. Изначально они являлись частью натурального хозяйства кочевников. Перемещаясь по стране, кочевники брали животных с собой. Защита и кормление животных были важной частью симбиотических отношений между животными и пастухами. В более позднее время люди в сельскохозяйственных обществах владели молочными животными, которых доили для домашнего и местного (деревенского) потребления – типичный пример кустарного производства. Животные могли выполнять несколько функций (например, служить тягловой силой для вспашки поля в молодом возрасте, а в конце жизни – давать мясо). В таких случаях животных обычно доили вручную, а размер стада был небольшим, чтобы всех животных можно было подоить менее чем за час – примерно 10 на одного дояра. Эти задачи выполняли доярки или дояры. Слово «молочное хозяйство» восходит к среднеанглийским терминам dayerie, deyerie, от deye (женский слуга или доярка) и далее – к древнеанглийскому dæge (мешальщица теста). С развитием индустриализации и урбанизации поставки молока превратились в коммерческую отрасль, и для молочного производства стали выводить специализированные породы крупного рогатого скота, отличные от мясных и тягловых пород. Первоначально для доения требовалось больше рабочих, но вскоре процесс механизировали, создав доильные аппараты. Исторически доение и переработка молока происходили в одном месте и в одно время – на молочной ферме. Люди доили животных вручную; на фермах с небольшим поголовьем ручное доение до сих пор практикуется. Ручное доение осуществляется путем захвата сосков (часто произносимых как вымя или тить) рукой и выдавливания молока либо последовательным сжатием пальцев от основания вымени к концу соска, либо сжатием соска между большим и указательным пальцами с последующим движением руки вниз от вымени к концу соска. Действие руки или пальцев направлено на перекрытие молочного канала у основания вымени и, благодаря движению пальцев, на постепенное перекрытие канала к концу соска для выдавливания задержавшегося молока. Каждая половина или четверть вымени опорожняется по одному молочному каналу за раз. Сцеживание повторяется, используя обе руки для скорости. В результате обеих методик молоко, задержавшееся в молочном канале, выстреливает в ведро, которое поддерживается между коленями (или ставится на землю) дояра, обычно сидящего на низком табурете. Традиционно корову или коров доили, когда они стояли на поле или в загоне. Молодняк, нетелей, нужно было приучать стоять неподвижно во время доения. Во многих странах коров привязывали к столбу и доили.

Milk producing animals have been domesticated for thousands of years. Initially, they were part of the subsistence farming that nomads engaged in. As the community moved about the country, their animals accompanied them. Protecting and feeding the animals were a major part of the symbiotic relationship between the animals and the herders. In the more recent past, people in agricultural societies owned dairy animals that they milked for domestic and local (village) consumption, a typical example of a cottage industry. The animals might serve multiple purposes (for example, as a draught animal for pulling a plow as a youngster, and at the end of its useful life as meat). In this case, the animals were normally milked by hand and the herd size was quite small, so that all of the animals could be milked in less than an hour—about 10 per milker. These tasks were performed by a dairymaid (dairywoman) or dairyman. The word dairy harkens back to Middle English dayerie, deyerie, from deye (female servant or dairymaid) and further back to Old English dæge (kneader of bread). With industrialisation and urbanisation, the supply of milk became a commercial industry, with specialised breeds of cattle being developed for dairy, as distinct from beef or draught animals. Initially, more people were employed as milkers, but it soon turned to mechanisation with machines designed to do the milking. Historically, the milking and the processing took place close together in space and time: on a dairy farm. People milked the animals by hand; on farms where only small numbers are kept, hand milking may still be practised. Hand milking is accomplished by grasping the teats (often pronounced tit or tits) in the hand and expressing milk either by squeezing the fingers progressively, from the udder end to the tip, or by squeezing the teat between thumb and index finger, then moving the hand downward from udder towards the end of the teat. The action of the hand or fingers is designed to close off the milk duct at the udder (upper) end and, by the movement of the fingers, close the duct progressively to the tip to express the trapped milk. Each half or quarter of the udder is emptied one milk duct capacity at a time. The stripping action is repeated, using both hands for speed. Both methods result in the milk that was trapped in the milk duct being squirted out the end into a bucket that is supported between the knees (or rests on the ground) of the milker, who usually sits on a low stool. Traditionally the cow, or cows, would stand in the field or paddock while being milked. Young stock, heifers, would have to be trained to remain still to be milked. In many countries, the cows were tethered to a post and milked.

Структура отрасли

В то время как большинство стран производят собственные молочные продукты, структура молочной промышленности различается в разных частях мира. В крупных странах-производителях молока большая часть молока реализуется через оптовые рынки. В Ирландии и Австралии, например, фермерским кооперативам принадлежит большинство крупных перерабатывающих предприятий, в то время как в Соединенных Штатах многие фермеры и переработчики ведут дела на основе индивидуальных контрактов. В 2002 году в США 196 фермерских кооперативов продали 86% молока, при этом на долю пяти кооперативов пришлось половина этого объема. Это по сравнению с 2300 кооперативами в 1940-х годах. В развивающихся странах прежняя практика, когда фермеры продавали молоко в своих районах, быстро меняется. Заметными тенденциями являются значительные иностранные инвестиции в молочную промышленность и растущая роль молочных кооперативов. Производство молока в этих странах быстро растет и является важным источником увеличения доходов для многих фермеров. Как и во многих других отраслях пищевой промышленности, переработка молока в основных молочных странах становится все более концентрированной: количество предприятий уменьшается, но они становятся крупнее и эффективнее, с меньшим количеством работников. Это особенно заметно в Соединенных Штатах, Европе, Австралии и Новой Зеландии. В 2009 году против крупных игроков молочной промышленности в США были выдвинуты обвинения в нарушении антимонопольного законодательства, которые критики называют "Большим молоком". Еще один раунд обвинений в сговоре о ценах был урегулирован в 2016 году. Государственное вмешательство в рынки молока было обычным явлением в 20-м веке. Закон Каппера-Волстеда 1922 года предоставил молочным кооперативам США ограниченную антимонопольную защиту. В 1930-х годах некоторые штаты США ввели контроль над ценами, а федеральные приказы о маркетинге молока были введены в соответствии с Законом о соглашении о маркетинге сельскохозяйственной продукции 1937 года и действуют до сих пор. Федеральная программа поддержки цен на молоко началась в 1949 году. Предприятия по производству жидкого молока и продуктов с коротким сроком хранения, таких как йогурты, сливки и мягкие сыры, как правило, расположены на окраинах городов, вблизи потребительских рынков. Предприятия, производящие продукты с более длительным сроком хранения, такие как масло, сухое молоко, сыр и сывороточный порошок, как правило, расположены в сельской местности, ближе к источникам молока. Большинство крупных перерабатывающих предприятий, как правило, специализируются на ограниченном ассортименте продукции. Однако, особенно в Восточной Европе, все еще распространены крупные предприятия, производящие широкий ассортимент продукции, что является наследием прежней централизованной, основанной на поставках концепции рынка при коммунистических правительствах. По мере того как количество перерабатывающих предприятий уменьшается, а их размер увеличивается, они, как правило, приобретают более крупное, более автоматизированное и более эффективное оборудование. Хотя эта технологическая тенденция снижает производственные затраты, потребность в транспортировке на большие расстояния часто увеличивает воздействие на окружающую среду. Производство молока непостоянно и зависит от биологии коров. Производители должны корректировать соотношение молока, продаваемого в жидком виде, и переработанных продуктов (таких как масло и сыр) в зависимости от меняющегося спроса и предложения. Тринадцать государств-членов ЕС, включая Францию и Испанию, ввели законы об обязательных письменных контрактах на поставку молока (MWC) между фермерами и переработчиками. Правительство Шотландии опубликовало анализ цепочки поставок молочных продуктов и применения обязательных письменных контрактов в Европейском Союзе в 2019 году, чтобы оценить влияние этих контрактов там, где они были приняты. В Великобритании в 2012 году промышленность согласовала добровольный кодекс передовой практики в отношении договорных отношений в молочном секторе, в котором были установлены минимальные стандарты передовой практики для договоров между производителями и покупателями. В 2020 году правительство Великобритании провело консультации, чтобы определить, какие договорные меры, если таковые имеются, повысят устойчивость молочной промышленности в будущем. Правительство Австралии также ввело обязательный кодекс поведения в молочной промышленности. Корова будет телиться или отеляться примерно раз в год, пока ее не утилизируют из-за снижения продуктивности, бесплодия или других проблем со здоровьем. Затем корову продают, чаще всего на убой.

While most countries produce their own milk products, the structure of the dairy industry varies in different parts of the world. In major milk producing countries most milk is distributed through whole sale markets. In Ireland and Australia, for example, farmers' co operatives own many of the large scale processors, while in the United States many farmers and processors do business through individual contracts. In the United States, the country's 196 farmers' cooperatives sold 86% of milk in the U. S. in 2002, with five cooperatives accounting for half that. This was down from 2,300 cooperatives in the 1940s. In developing countries, the past practice of farmers marketing milk in their own neighbourhoods is changing rapidly. Notable developments include considerable foreign investment in the dairy industry and a growing role for dairy cooperatives. Output of milk is growing rapidly in such countries and presents a major source of income growth for many farmers. As in many other branches of the food industry, dairy processing in the major dairy producing countries has become increasingly concentrated, with fewer but larger and more efficient plants operated by fewer workers. This is notably the case in the United States, Europe, Australia and New Zealand. In 2009, charges of antitrust violations have been made against major dairy industry players in the United States, which critics call "Big Milk". Another round of price fixing charges was settled in 2016. Government intervention in milk markets was common in the 20th century. A limited antitrust exemption was created for U. S. dairy cooperatives by the Capper–Volstead Act of 1922. In the 1930s, some U. S. states adopted price controls, and Federal Milk Marketing Orders started under the Agricultural Marketing Agreement Act of 1937 and continue in the 2000s. The Federal Milk Price Support Program began in 1949. Plants producing liquid milk and products with short shelf life, such as yogurts, creams and soft cheeses, tend to be located on the outskirts of urban centres close to consumer markets. Plants manufacturing items with longer shelf life, such as butter, milk powders, cheese and whey powders, tend to be situated in rural areas closer to the milk supply. Most large processing plants tend to specialise in a limited range of products. Exceptionally, however, large plants producing a wide range of products are still common in Eastern Europe, a holdover from the former centralised, supply driven concept of the market under Communist governments. As processing plants grow fewer and larger, they tend to acquire bigger, more automated and more efficient equipment. While this technological tendency keeps manufacturing costs lower, the need for long distance transportation often increases the environmental impact. Milk production is irregular, depending on cow biology. Producers must adjust the mix of milk which is sold in liquid form vs. processed foods (such as butter and cheese) depending on changing supply and demand. Thirteen EU member states including France and Spain have introduced laws on compulsory or mandatory written milk contracts (MWC's) between farmers and processors. The Scottish Government published an analysis of the dairy supply chain and the application of mandatory written contracts across the European Union in 2019, to evaluate the impact of the contracts where they have been adopted. In the UK, a voluntary code of best practice on contractual relationships in the dairy sector was agreed by industry during 2012: this set out minimum standards of good practice for contracts between producers and purchasers. During 2020 the UK government has undertaken a consultation exercise to determine which contractual measures, if any, would improve the resilience of the dairy industry for the future. The Australian government has also introduced a mandatory dairy code of conduct. A cow will calve or freshen about once a year, until she is culled because of declining production, infertility or other health problems. Then the cow will be sold, most often going to slaughter.

Промышленная переработка

Молочные заводы перерабатывают сырое молоко, поступающее от фермеров, для увеличения срока его реализации. Используются два основных вида переработки: термическая обработка, обеспечивающая безопасность молока для употребления в пищу и продлевающая срок его хранения, и обезвоживание молочных продуктов, таких как масло, твёрдые сыры и сухое молоко, для обеспечения возможности их длительного хранения.

Молоко и масло

Сегодня молоко разделяют на сливки и обезжиренное молоко с помощью огромных машин в больших объемах. Сливки перерабатываются для производства различных потребительских продуктов, в зависимости от их жирности, пригодности для кулинарии и потребительского спроса, который варьируется в зависимости от региона и страны. Часть молока сушат и превращают в порошок, другую часть концентрируют (путем выпаривания), смешивают с различным количеством сахара и консервируют. Большая часть сливок с новозеландских и австралийских фабрик перерабатывается в масло. Это достигается путем взбивания сливок до тех пор, пока жировые шарики не коагулируют и не образуют однородную массу. Затем эту масляную массу промывают и иногда солят для улучшения сроков хранения. Остатки пахты направляются на дальнейшую переработку. Масло упаковывают (в коробки весом от 25 до 50 кг) и охлаждают для хранения и продажи. На последующем этапе эти большие упаковки разбиваются на более мелкие, предназначенные для розничной продажи.

Обезжиренное молоко

После удаления сливок остается обезжиренное молоко, или снятое молоко. Чтобы получить пригодный для употребления продукт, часть сливок возвращают в обезжиренное молоко, получая молоко пониженной жирности (полуобезжиренное) для потребления человеком. Варьируя количество добавляемых сливок, производители могут создавать различные виды молока пониженной жирности, соответствующие потребностям местного рынка. Цельное молоко также получают, добавляя сливки обратно в обезжиренное молоко для получения стандартизированного продукта. Для привлечения потребителей также добавляют другие ингредиенты, такие как кальций, витамин D и ароматизаторы.

Казеин

Казеин – основной фосфопротеин, содержащийся в свежем молоке. Он широко используется в различных областях: от наполнителя в пищевых продуктах, например, в мороженом, до производства тканей, клеев и пластмасс.

Сыр

Сыр – еще один продукт, получаемый из молока. Цельное молоко подвергается воздействию, в результате чего образуется творог, который можно прессовать, обрабатывать и хранить для производства сыра. В странах, где переработка молока без пастеризации разрешена законом, можно производить широкий ассортимент сыров, используя бактерии, естественно содержащиеся в молоке. В большинстве других стран ассортимент сыров ограничен, а использование искусственных добавок для созревания сыра более распространено. Сыворотка также является побочным продуктом этого процесса. Некоторые люди с непереносимостью лактозы могут употреблять определенные виды сыра. Это связано с тем, что некоторые традиционные твердые и мягкие сыры с плесенью могут вызывать меньшую реакцию, чем эквивалентное количество молока, из-за процессов, происходящих при их изготовлении. Ферментация и более высокое содержание жира способствуют уменьшению количества лактозы. Традиционно изготовленный эмменталь или чеддер может содержать всего 10% лактозы, содержащейся в цельном молоке. Кроме того, длительные сроки созревания традиционных сыров (иногда более двух лет) снижают содержание лактозы практически до нуля. Однако коммерческие сыры часто производятся по технологиям, не обладающим подобными свойствами снижения содержания лактозы. Созревание некоторых сыров регулируется нормативными документами; в других случаях количественные показатели степени созревания и соответствующего снижения лактозы не указываются, а содержание лактозы обычно не указывается на этикетках.

Сыворотка

В прежние времена сыворотка или молочная сыворотка считалась отходом производства и в основном использовалась для кормления свиней как удобный способ утилизации. Начиная примерно с 1950 года, а особенно с 1980 года, из казеина и сыворотки стали производить лактозу и многие другие продукты, главным образом пищевые добавки.

Йогурт

Производство йогурта (или йогурта) — процесс, схожий с производством сыра, но останавливается до того, как сгусток становится слишком плотным.

Молочный порошок

Молоко также перерабатывается различными способами сушки в порошки. Цельное, обезжиренное, пахтное молоко и продукты сыворотки сушат до порошкообразного состояния и используют для потребления человеком и животными. Главное отличие в производстве порошков для человеческого или животного потребления заключается в обеспечении защиты процесса и продукта от загрязнения. Некоторые люди употребляют молоко, восстановленное из сухого молока, поскольку молоко примерно на 88% состоит из воды, и транспортировка сухого продукта значительно дешевле.

Прочие молочные продукты

Кумыс производится в Центральной Азии. Хотя традиционно его делают из кобыльего молока, современные промышленные варианты могут использовать коровье молоко. В Индии, которая производит 22% мирового объема производства молока (по данным на 2018 год), коммерчески производят широкий ассортимент традиционных молочных продуктов.

Доить

Первоначально доение и переработка молока происходили непосредственно на молочной ферме. Позже сливки стали отделять от молока механизированным способом прямо на ферме, а затем транспортировать на фабрику для производства масла. Обезжиренное молоко использовалось для кормления свиней. Это было обусловлено высокой стоимостью транспортировки (перевозки небольшого объема продукта высокой стоимости), примитивными грузовиками и плохим качеством дорог. Только фермы, расположенные вблизи фабрик, могли позволить себе доставлять цельное молоко, которое было необходимо для промышленного производства сыра. Изначально молоко распределялось в "ведрах" – ведрах с крышкой и ручкой. Они оказались непрактичными для транспортировки по дорогам и железной дороге, поэтому был разработан молочный бидон, основанный на высокой конической форме маслобойки. Впоследствии были введены большие железнодорожные контейнеры, такие как британский железнодорожный молочный цистерновый вагон, что позволило транспортировать большие объемы молока на большие расстояния. Развитие холодильной техники и улучшение автомобильного транспорта в конце 1950-х годов привело к тому, что большинство фермеров доят коров и лишь временно хранят молоко в больших охлаждаемых резервуарах, откуда оно затем доставляется грузовиками на центральные перерабатывающие предприятия. Во многих европейских странах, особенно в Великобритании, молоко затем доставляется непосредственно на дом потребителям с помощью молочных фургонов. В Соединенных Штатах в 1950 году молочная корова производила около 100 кг молока в год, в то время как в 2019 году средняя корова породы холстейн производит более 100 кг молока в год.

Молокомольные машины

Молочные машины используются для сбора молока у коров, когда ручное доение становится неэффективным или трудоемким. Одна из первых моделей была запатентована в 1907 году. Молокоотборник – это часть доильной машины, предназначенная для извлечения молока из вымени. Он состоит из когтя, четырех сосковых стаканов (оболочек и резиновых вкладышей), длинной молочной трубки, длинной пульсационной трубки и пульсатора. Когть – это узел, соединяющий короткие пульсационные и молочные трубки от сосковых стаканов с длинной пульсационной и молочной трубками. (Узел кластера) Когти обычно изготавливаются из нержавеющей стали или пластика, или из обоих материалов. Сосковые стаканы состоят из жесткой внешней оболочки (из нержавеющей стали или пластика), в которой находится мягкий внутренний вкладыш или баллончик. Прозрачные участки в оболочке могут позволять наблюдать за схлопыванием вкладыша и потоком молока. Кольцевое пространство между оболочкой и вкладышем называется пульсационной камерой. Доильные машины работают иначе, чем ручное доение или сосание теленка. Непрерывный вакуум подается внутрь мягкого вкладыша для выдаивания молока из соска, создавая разницу давления в молочном канале (или отверстии на конце соска). Вакуум также помогает удерживать машину на корове. Вакуум, приложенный к соску, вызывает приток крови к тканям соска (накопление крови и других жидкостей). Атмосферный воздух поступает в пульсационную камеру примерно один раз в секунду (частота пульсации), чтобы позволить вкладышу схлопнуться вокруг конца соска и снять приток крови в ткани соска. Отношение времени, в течение которого вкладыш открыт (фаза доения) и закрыт (фаза отдыха), называется коэффициентом пульсации. Четыре потока молока из сосковых стаканов обычно объединяются в когте и транспортируются по молочной линии или в сборный бак (обычно рассчитанный на выход одной коровы) в одном молочном шланге. Затем молоко транспортируется (вручную в ведрах) или с помощью потока воздуха и механического насоса в центральный резервуар для хранения или объемный танк. В большинстве стран молоко охлаждается на ферме либо путем прохождения через теплообменник, либо в объемном танке, либо и тем, и другим способом. На фотографии справа показана система доения в ведрах с ведром из нержавеющей стали, видимым с дальней стороны коровы. Видны две жесткие оболочки сосковых стаканов из нержавеющей стали, прикрепленные к передним двум четвертям вымени. Верхняя часть гибкого вкладыша видна на вершине оболочек, как и короткие молочные и пульсационные трубки, идущие от нижней части оболочек к когтю. Нижняя часть когтя прозрачна, чтобы можно было наблюдать за потоком молока. После завершения доения вакуум в доильном блоке отключается и сосковые стаканы снимаются. Доильные машины обеспечивают герметичность молока и защиту от внешнего загрязнения. Внутренние поверхности машины, контактирующие с молоком, поддерживаются в чистоте с помощью ручной или автоматической процедуры мойки, выполняемой после завершения доения. Поверхности, контактирующие с молоком, должны соответствовать требованиям, предписывающим использование пищевых материалов (обычно нержавеющей стали и специальных пластмасс и резиновых смесей) и легко очищаться. Большинство доильных машин работают от электричества, но в случае отключения электроэнергии может быть предусмотрен альтернативный источник энергии, часто двигатель внутреннего сгорания, для вакуумных и молочных насосов.

Milking machines are used to harvest milk from cows when manual milking becomes inefficient or labour intensive. One early model was patented in 1907. The milking unit is the portion of a milking machine for removing milk from an udder. It is made up of a claw, four teatcups, (Shells and rubber liners) long milk tube, long pulsation tube, and a pulsator. The claw is an assembly that connects the short pulse tubes and short milk tubes from the teatcups to the long pulse tube and long milk tube. (Cluster assembly) Claws are commonly made of stainless steel or plastic or both. Teatcups are composed of a rigid outer shell (stainless steel or plastic) that holds a soft inner liner or inflation. Transparent sections in the shell may allow viewing of liner collapse and milk flow. The annular space between the shell and liner is called the pulse chamber. Milking machines work in a way that is different from hand milking or calf suckling. Continuous vacuum is applied inside the soft liner to massage milk from the teat by creating a pressure difference across the teat canal (or opening at the end of the teat). Vacuum also helps keep the machine attached to the cow. The vacuum applied to the teat causes congestion of teat tissues (accumulation of blood and other fluids). Atmospheric air is admitted into the pulsation chamber about once per second (the pulsation rate) to allow the liner to collapse around the end of teat and relieve congestion in the teat tissue. The ratio of the time that the liner is open (milking phase) and closed (rest phase) is called the pulsation ratio. The four streams of milk from the teatcups are usually combined in the claw and transported to the milkline, or the collection bucket (usually sized to the output of one cow) in a single milk hose. Milk is then transported (manually in buckets) or with a combination of airflow and mechanical pump to a central storage vat or bulk tank. Milk is refrigerated on the farm in most countries either by passing through a heat exchanger or in the bulk tank, or both. The photo to the right shows a bucket milking system with the stainless steel bucket visible on the far side of the cow. The two rigid stainless steel teatcup shells applied to the front two quarters of the udder are visible. The top of the flexible liner is visible at the top of the shells as are the short milk tubes and short pulsation tubes extending from the bottom of the shells to the claw. The bottom of the claw is transparent to allow observation of milk flow. When milking is completed the vacuum to the milking unit is shut off and the teatcups are removed. Milking machines keep the milk enclosed and safe from external contamination. The interior 'milk contact' surfaces of the machine are kept clean by a manual or automated washing procedures implemented after milking is completed. Milk contact surfaces must comply with regulations requiring food grade materials (typically stainless steel and special plastics and rubber compounds) and are easily cleaned. Most milking machines are powered by electricity but, in case of electrical failure, there can be an alternative means of motive power, often an internal combustion engine, for the vacuum and milk pumps.

Шляпы в стиле "bail"

Этот тип доильных установок стал первым шагом вперед для многих фермеров после доения в открытом пастбище. Здание представляло собой длинный, узкий пристрой, открытый с одной длинной стороны. Коров содержали во дворе, а перед доением помещали в один из загонов (балов/станок). Обычно коров фиксировали в загоне цепью за заднюю часть и веревкой за наружную заднюю ногу. Корова не могла сильно двигаться, и доярка могла не опасаться ударов или затоптывания, сидя на (трехногом) табурете и доя в ведро. После завершения доения корова возвращалась во двор. Британский загон, первоначально разработанный молочным фермером Артуром Хозье из Уилтшира, представлял собой мобильную конструкцию из шести стоячих отсеков с лестницей, по которой корова заходила, чтобы пастуху не приходилось сильно наклоняться. Оборудование для доения было примерно таким же, как и сегодня: вакуум от насоса, пульсаторы, доильный стакан с трубками, ведущими к четырем камере и вкладышам, которые стимулируют и высасывают молоко из сосков. Молоко поступало в бидоны через охладитель. С увеличением размера стада в передней части каждого загона устанавливалась дверь, чтобы после завершения доения доярка могла, развязав ногу и с помощью дистанционного управления, открыть дверь и выпустить корову на пастбище. Дверь закрывалась, следующая корова заходила в загон и фиксировалась. Когда были введены доильные аппараты, загоны стали устанавливать попарно, чтобы в одном загоне доили корову, а другую готовили к доению. После завершения доения чашки аппарата переносились на другую корову. Это аналогично доильным аппаратам типа "своп-овер", описанным ниже, за исключением того, что чашки надеваются на вымя сбоку. С увеличением поголовья стало проще удваивать комплекты чашек и доить обеих коров одновременно, чем увеличивать количество загонов. В сарае с 8 загонами один человек может доить около 50 коров в час. Использование одних и тех же доильных чашек для последовательного доения коров несет риск передачи инфекции, мастита, от одной коровы к другой. Некоторые фермеры разработали собственные способы дезинфекции доильных стаканов между коровами.

This type of milking facility was the first development, after open paddock milking, for many farmers. The building was a long, narrow, lean to shed that was open along one long side. The cows were held in a yard at the open side and when they were about to be milked, they were positioned in one of the bails (stalls). Usually, the cows were restrained in the bail with a breech chain and a rope to restrain the outer back leg. The cow could not move about excessively and the milker could expect not to be kicked or trampled while sitting on a (three legged) stool and milking into a bucket. When each cow was finished, she backed out into the yard again. The UK bail, initially developed by Wiltshire dairy farmer Arthur Hosier, was a six standing mobile shed with steps that the cow mounted, so the herdsman didn't have to bend so low. The milking equipment was much as today, a vacuum from a pump, pulsators, a claw piece with pipes leading to the four shells and liners that stimulate and suck the milk from the teat. The milk went into churns, via a cooler. As herd sizes increased a door was set into the front of each bail so that when the milking was done for any cow the milker could, after undoing the leg rope and with a remote link, open the door and allow her to exit to the pasture. The door was closed, the next cow walked into the bail and was secured. When milking machines were introduced bails were set in pairs so that a cow was being milked in one paired bail while the other could be prepared for milking. When one was finished the machine's cups are swapped to the other cow. This is the same as for Swingover Milking Parlours as described below except that the cups are loaded on the udder from the side. As herd numbers increased it was easier to double up the cup sets and milk both cows simultaneously than to increase the number of bails. About 50 cows an hour can be milked in a shed with 8 bails by one person. Using the same teat cups for successive cows has the danger of transmitting infection, mastitis, from one cow to another. Some farmers have devised their own ways to disinfect the clusters between cows.

Станции доения селедки

В доильных залах "елочкой" или "рыбьей костью" коровы входят в один ряд и выстраиваются почти перпендикулярно центральному проходу, по обе стороны от центральной ямы, в которой работает доярка (представьте себе рыбью кость, где ребра – это коровы, а позвоночник – рабочая зона доярки; коровы стоят мордами наружу). После промывки вымени и сосков к коровам сзади, с обеих сторон рабочей зоны, прикрепляются доильные аппараты. В больших доильных залах "елочкой" два человека могут эффективно доить до 600 коров.

Станции для перемещения молока

Свинговерные доильные залы аналогичны елочным, за исключением того, что в них используется только один комплект доильных стаканов для двух рядов коров. Пока одна сторона доится, коров с другой стороны выводят и заменяют на недойенных. Преимущество этой системы – более низкая стоимость оборудования, однако она работает немного медленнее, чем на полной скорости, и обычно один человек не доит более 100 коров.

Роторные доильные сараи

Ротационные доильные установки (также известные как ротационные доильные залы) состоят из вращающейся платформы с примерно 12–100 индивидуальными стойлами для коров по внешнему краю. "Хорошая" ротационная установка обслуживается одним (двумя) доярами с 24–32 (~48–50+) стойлами. Платформа приводится в движение электродвигателем со скоростью, при которой один оборот соответствует времени, необходимому для полного доения коровы. Когда мимо входа проезжает свободное стойло, корова заходит на платформу, обращаясь лицом к центру, и вращается вместе с ней. Следующая корова занимает следующее свободное стойло и так далее. Оператор, или дояр, очищает вымя, подсоединяет доильные стаканы и выполняет любые другие необходимые операции по кормлению или уходу за животными. Доение коров происходит по мере вращения платформы. Дояр или автоматическое устройство снимает доильные стаканы, и корова выходит из установки через выход, расположенный непосредственно перед входом. Ротационная система позволяет доить очень большие стада – более тысячи коров.

Автоматические доильные навесы

Автоматические доильные установки, или "роботизированные доильные залы", можно встретить в Австралии, Новой Зеландии, США, Канаде и многих европейских странах. В современных автоматических доильных залах используется метод добровольного доения (VM). Эти установки позволяют коровам добровольно приходить на доение в любое время суток, хотя фермер может ограничить частоту посещений с помощью компьютерного программного обеспечения. Роботизированная рука используется для очистки вымени и подключения доильного оборудования, а автоматические ворота регулируют движение коров, исключая необходимость присутствия фермера в процессе доения. Весь процесс управляется компьютером.

Дополнительные принадлежности в сараях

Фермеры вскоре поняли, что доильный зал – хорошее место для подкормки коров дополнительными кормами, компенсирующими местные недостатки в рационе или улучшающими их самочувствие и продуктивность. В каждой стойле может быть установлена кормушка, в которую подается корм, когда корова входит, чтобы она могла есть во время доения. Компьютер может считывать ушную метку каждого животного, чтобы выдавать индивидуальную норму добавки. Альтернативой являются кормушки вне доильного зала, которые реагируют на транспондер на ошейнике коровы, запрограммированный на выдачу дополнительного корма в количестве, зависящем от ее продуктивности, стадии лактации и питательности основного рациона.

Площадка ожидания у входа в доильный зал важна для обеспечения непрерывного потока коров. Большинство площадок оборудованы автоматическими воротами, которые удерживают коров близко к зданию. Вода – важнейший ресурс на молочной ферме: коровы выпивают около 20 галлонов (80 литров) в день, а доильный зал нуждается в воде для охлаждения и санитарной обработки. На доильных фермах обычно используются насосы и резервуары для воды. Воду можно подогревать, используя теплообмен с молоком.

Временное хранение молока

Молоко, поступающее от коровы, транспортируется в близлежащий резервуар для хранения потоком воздуха, вытекающим вокруг доильных стаканов, или с помощью специального "воздушного ввода" (5–10 л/мин свободного воздуха) в когте. Оттуда оно перекачивается механическим насосом и охлаждается теплообменником. Затем молоко хранится в большом резервуаре, или молочном танке, который обычно охлаждается до момента сбора для переработки.

Удаление отходов и управление сточными водами

В странах, где коров пасут на открытом воздухе круглый год, проблем с утилизацией отходов возникает немного. Наиболее концентрированные отходы образуются в доильном помещении, где животноводческие отходы могут быть разжижены (в процессе промывки водой) или оставлены в более твердом виде, после чего возвращаются на поля для использования в качестве органического удобрения. На предприятиях по переработке молока большая часть отходов – это промывочная вода, которая подвергается очистке, как правило, компостированию, и затем распространяется на сельскохозяйственных полях в жидком или твердом виде. Это существенно отличается от ситуации полувека назад, когда основными продуктами были масло, сыр и казеин, а остатки молока приходилось утилизировать как отходы (иногда в качестве корма для животных). В молочной промышленности образуются два основных типа сточных вод: сточные воды от производства молочных продуктов и сыворотка. Сточные воды от производства молочных продуктов состоят из потерь сырья при производстве, стоков от промывки резервуаров и оборудования, а также бытовых сточных вод из туалетов и раковин. Типичные концентрации БПК и общего азота по Кьельдалю в сточных водах молочной промышленности варьируются от 1200 до 5000 мг/л и от 30 до 200 мг/л соответственно. Сыворотка – это жидкость, остающаяся после образования сгустка. Она содержит значительное количество углеводов, белков, молочной кислоты, жиров и солей, а ее значение БПК может превышать 40 000 мг/л. Управление сточными водами молочной промышленности обычно включает в себя выравнивание, нейтрализацию и физическое отделение, за которым следует биологическая очистка, в то время как сыворотка подвергается обработке в анаэробных реакторах или проходит через мембраны для извлечения белков. Другие распространенные методы утилизации отработанного молока включают в себя уплотнение и захоронение на полигоне твердых бытовых отходов, утилизацию на очистных сооружениях сточных вод или сброс в канализационную сеть.

Сопутствующие заболевания

Молочные продукты, произведенные в несанитарных или неподходящих условиях, имеют повышенный риск содержания бактерий. Надлежащие санитарные меры помогают снизить уровень бактериального загрязнения, а пастеризация значительно уменьшает количество загрязненного молока, поступающего к потребителю. Во многих странах требуется государственный контроль и регулирование производства молочных продуктов, включая требования к пастеризации. Лептоспироз – это инфекция, которая может передаваться людям, работающим в молочном производстве, при контакте с мочой или загрязненной водой или почвой. Коровья оспа – это вирус, который сегодня редко встречается как у коров, так и у людей. Это исторически важное заболевание, поскольку оно привело к первой вакцинации против оспы, которая в настоящее время ликвидирована. Туберкулез может передаваться от крупного рогатого скота, главным образом через непастеризованные молочные продукты. Болезнь была искоренена во многих странах путем тестирования на заболевание и отбраковки подозрительных животных. Бруцеллез – это бактериальное заболевание, передающееся человеку через молочные продукты и прямой контакт с животными. Бруцеллез был ликвидирован в некоторых странах путем тестирования на заболевание и убоя подозрительных животных. Листерия – это бактериальное заболевание, связанное с непастеризованным молоком и может поражать некоторые сыры, изготовленные традиционными способами. Тщательное соблюдение традиционных методов производства сыра обеспечивает разумную защиту потребителей. Болезнь Крона связана с инфекцией бактерией M. paratuberculosis, которая была обнаружена в пастеризованном молоке, продаваемом в розничной торговле в Великобритании и США. M. paratuberculosis вызывает аналогичное заболевание, болезнь Йона, у сельскохозяйственных животных.

Права животных

Часть населения, включая веганов и многих джайнов, возражает против молочного производства, считая его неэтичным, жестоким по отношению к животным и наносящим вред окружающей среде. Они не потребляют молочные продукты. Они утверждают, что крупный рогатый скот страдает в условиях, применяемых в молочной промышленности. Исследователи в области прав животных рассматривают молочную промышленность как часть животно-промышленного комплекса. По словам Кэтлин Стаховски, животно-промышленный комплекс "приучает человека воспринимать себя как потребителя других животных", масштаб которого включает в себя "его глубокое проникновение во все сферы нашей жизни и то, насколько успешно он нормализовал жестокость по отношению к животным, само существование которых забыто". Она утверждает, что корпоративная молочная промышленность, правительство и школы формируют влиятельную троицу животно-промышленного комплекса, которая скрывает от общественности нарушения прав животных и жестокость, происходящую в молочной промышленности. Использование rBST запрещено в Канаде, Австралии, Новой Зеландии, Японии, Израиле и Европейском союзе с 2000 года, а в США его популярность снизилась из-за потребительского спроса на молоко от коров, не получавших rBST; сейчас только около 17% всех коров в Америке получают rBST.