Технологические процессы и технические средства производства молока на животноводческой ферме

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение 
«Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» 
(ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) 
 
 
 
 
 
Ю.А. ЦОЙ 
Р.А. МАМЕДОВА 
 
 
 
 

 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ 
И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА 
ПРОИЗВОДСТВА МОЛОКА  
НА ЖИВОТНОВОДЧЕСКОЙ ФЕРМЕ 
 
 
Монография 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва 

ИНФРА-М 

2021 

УДК 637.1(075.4) 
ББК 36.95 
Ц76 
 
Авторы: 

Ю.А. Цой — доктор технических наук, профессор, главный научный 
сотрудник (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ); 
Р.А. Мамедова — кандидат технических наук, старший научный 
сотрудник (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) 

Рецензент: 

В.В. Кирсанов — доктор технических наук, профессор (ФГБНУ ФНАЦ 
ВИМ) 

Цой Ю.А. 

Ц76 
 
Технологические процессы и технические средства производства 
молока на животноводческой ферме : монография / Ю.А. Цой, Р.А. 
Мамедова. — Москва : ИНФРА-М, 2021. — 423 с.  

 

ISBN 978-5-16-109472-3 (online) 

В монографии рассмотрены научно-технические аспекты проектирования 
животноводческих комплексов по производству молока. Даны технологические, 
планировочные решения и оборудование молочных ферм с привязным и 
беспривязным способом содержания. Приведен инвестиционный расчет развития 
малых форм хозяйствования в отрасли молочного животноводства на примере 
хозяйства 
Ярославской 
области. 
Рассмотрено 
проектно-технологическое 
обоснование реконструкции молочной фермы на примере СПК ПЗ «Ленинский 
Путь» Пучежского района Ивановской области. 
Предназначена для инженеров и специалистов научно-исследовательских 
организаций, а также может оказаться полезной для студентов высших учебных 
заведений. 

 

УДК 637.1(075.4) 
ББК 36.95 
 

 

 
 
ISBN 978-5-16-109472-3 (online) 
© Цой Ю.А., Мамедова Р.А., 2021 

 
 

ФЗ 

№ 436-ФЗ 

Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
ВВЕДЕНИЕ 
1 
СОВРЕМЕННОЕ 
СОСТОЯНИЕ 
И 
ТЕНДЕНЦИИ 
РАЗВИТИЯ 
МОЛОЧНОГО СКОТОВОДСТВА В РОССИИ.................................................9 
1.1 
Современное 
состояние 
и 
перспективы 
развития 
молочного 
животноводства.....................................................................................................9 
1.2 Состояние и стратегии технологической модернизации и повышения 
конкурентоспособности молочных ферм России..............................................18 
1.3 Конкурентные стратегии и системообразующие факторы производства и 
переработки молочной продукции....................................................................23 
2 АСПЕКТЫ РЕКОНСТРУКЦИИ ФЕРМЫ, ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ 
ДОЕНИЯ КОРОВ И  КОМФОРТНОГО СОДЕРЖАНИЯ……………………33 
2.4 Технологическая модернизация и техническое переоснащение с учетом 
энергозатрат оборудования для производства молока ....................................33 
2.5 Предпосылки по определению потоков животных в доильных залах....48 
2.6 Математическое моделирование влияния продолжительности выдаивания 
коров в стаде на производительность доильных установок...........................60 
2.7Обоснование технологической планировки коровника по критерию 
комфортности для содержания животных .......................................................78 
2.8 Обоснование оценки индекса комфортности для животных....................80 
3 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРИВЯЗНОГО СОДЕРЖАНИЯ СКОТА.............87 
3.1 Стойловое оборудование при привязном содержании коров...................87 
3.2 Разработка и результаты экспериментальных исследований чашечной 
индивидуальной автопоилки с ниппельным клапанным механизмом...........95 
3.3 Исследование влияния вибрации и разработка экономичного устройства 
смазки для ротационных вакуумных насосов.................................................102 
3.4 Учетно-транспортный блок для группового учета и транспортировки 
молока на доильных установках......................................................................110 
3.5 Разработка конструкции автомата промывки и блока управления 
системой промывки доильных установок.......................................................119 
3.6 Исследования сосковой резины на бактерицидность и результаты 
государственных испытаний модифицированной сосковой резины ...........136 
4  ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ БЕСПРИВЯЗНО-БОКСОВОГО СОДЕРЖАНИЯ 
СКОТА...............................................................................................................147 
4.1 Унифицированный типоразмерный ряд доильных установок «Елочка» 
модульного типа УДЕ - М (2x3...2x16) с «открытой архитектурой»............147 
4.2 Конструктивные особенности доильных установок УДЕ-М «Елочка».....154 

4.3 Разработка стойлового оборудование для беспривязно-боксового 
содержания с универсальными крепежными элементами и результаты 
государственных испытаний............................................................................157 
4.4 Разработка структуры, алгоритма сбора и использования информации о 
животных в системе управления стадом ........................................................169 
4.5 
Результаты 
технической 
и 
программной 
реализации 
алгоритма 
управления доильным аппаратом со стимуляцией молокоотдачи...............177 
4.6 Результаты разработки системы идентификации животных на доильной 
установке УДЕ-М типа «Елочка».....................................................................186 
4.7 
Системы 
навозоудаления, 
очистки 
стойл 
и 
животноводческих 
помещений.........................................................................................................207 
4.8 Система  охлаждения молока  с пластинчатым охладителем.................216 
5 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ 
И 
ПЛАНИРОВОЧНЫЕ 
РЕШЕНИЯ 
И 
ОБОРУДОВАНИЕ 
МОЛОЧНЫХ 
ФЕРМ 
С 
ПРИВЯЗНЫМ 
И 
БЕСПРИВЯЗНЫМ  СПОСОБОМ СОДЕРЖАНИЯ………………………….224 
5.1 
Планировочные 
решения 
и 
технологические 
элементы 
для 
реконструируемых типовых и новых коровников..........................................224 
5.2 Особенности проектирования коровника с содержанием животных на 
глубокой подстилке............................................................................................252 
5.3 Особенности проектирования и выбора доильного оборудования и 
технологических элементов доильных залов..................................................266 
5.3.1 Расположение доильного зала..................................................................266 
5.3.2 Состав доильных залов.............................................................................276 
5.3.3 Отопление, вентиляция и освещение доильных залов..........................285 
5.3.4 Применение доильных залов при привязном содержании...................287 
5.4 Технологические решения модернизации в родильных отделениях и 
телятниках.........................................................................................................292 
5.5 Объемно-планировочные решения для семейных ферм   на 50 и 100 коров 
адаптированных к зональным особенностям..................................................297 
5.6 Технологическое решение для доения в коровниках на 50 голов...........312 
5.7 
Особенности 
монтажа 
и 
эксплуатации 
доильных 
установок 
с 
молокопроводом УДМ-100, УДМ-200..............................................................317 
6 ПРОЕКТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ 
МОЛОЧНОЙ ФЕРМЫ НА ПРИМЕРЕ СПК ПЗ «ЛЕНИНСКИЙ ПУТЬ» 
ПУЧЕЖСКОГО РАЙОНА ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ.................................328 
7 
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ 
ЭФФЕКТИВНОСТЬ 
ПРОИЗВОДСТВА 
МОЛОКА……………………………………………………………………....369 
7.1 Экономическая эффективность реконструкции ферм с внедрением 
проектно-технологических решений..............................................................369 

7.2 
Экономическая 
эффективность 
реконструкции 
и 
технического 
переоснащения молочных ферм с привязным способом содержания..........373 
7.3 Сравнительная оценка и экономическая эффективность технологической 
модернизации 
молочных 
ферм 
с 
переходом 
на 
беспривязное 
содержание........................................................................................................378 
7.4 Оценка производительности труда на молочных фермах......................384 
8 
ИНВЕСТИЦИОННЫЙ 
РАСЧЕТ 
РАЗВИТИЯ 
МАЛЫХ 
ФОРМ 
ХОЗЯЙСТВОВАНИЯ В ОТРАСЛИ МОЛОЧНОГО ЖИВОТНОВОДСТВА 
НА ПРИМЕРЕ ХОЗЯЙСТВА ЯРОСЛАВСКОЙ ОБЛАСТИ........................388 
 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

Молочный животноводческий комплекс является одним из важнейших 

звеньев в структуре агропромышленного комплекса государства, доля 

которого составляет порядка 13% в валовом объеме производства сельского 

хозяйства. Несмотря на определенно положительные тенденции, в целом 

существенного сдвига в увеличении производства молока в Российской 

Федерации за последний пятилетний период не происходит. В настоящее 

время в расчете на душу населения производится 210 кг молока, его 

потребление составляет с учетом импорта 236 кг при научно обоснованной 

медицинской норме 340 кг молока. По-прежнему не удается преодолеть 

тенденцию на сокращение поголовья коров. В сельскохозяйственных 

организациях поголовье коров снизилось за год на 1,2%, в ЛПХ на 1,7%. 

Дефицит сырого молока составляет по данным Минсельхоза Российской 

Федерации на 2018 год -  7 млн т. Минсельхозом ставится задача увеличить 

поголовье коров до 2025 г. на 1 млн голов. Согласно Федеральная научно
техническая программа развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы, 

насыщение продовольственного рынка России высококачественным молоком 

и молочными продуктами собственного производства является одной из 

важнейших 
социально-экономических 
задач. 
Доктриной 
о 

продовольственной безопасности РФ уровень обеспеченности молоком 

должен составлять 90%. Задача государства, как указано в тексте доктрины, 

принять меры по достижению и поддержанию этого уровня, принять 

эффективные меры государственной поддержки. Вместе с тем, 85% молока 

производится на старых фермах с традиционными технологиями. Доля 

молочных ферм в России с современными беспривязными технологиями 

содержания животных не превышает 15%, а доля ферм с доильными 

установками со стеклянными молокопроводами типа АДМ-8 производства 

1980-х годов составляет почти 50%, с доением в переносные ведра — 18%. Их 

техническое состояние не позволяет получить молоко хорошего качества. По 

данным журнала «Агроинвестор» (№ 2, 2012 г.), только 12 из 30 млн. т молока, 

т.е. 40% в России приходится на сортовое. По данным Минсельхоза РФ в 2010
2014 годы  в молочное скотоводство было привлечено  300 млрд. рублей.  

Исследование ряда регионов РФ показало, что в среднем  более 80% 

инвестиций при выполнении государственной программы использовали на 

создание новых ферм в «чистом поле». Расчеты показывают, что  вложения 

на строительство новых ферм, оборудование, технику составляют не менее 

500 тыс. на скотоместо и при принятом 8-летнем сроке кредитования почти 

все они оказались на грани убыточности. В общей структуре затрат более 

30% приходится на общефермерскую инфраструктуру. По этой причине 

реконструкция 
существующих 
ферм, 
включая 
строительство 
новых 

помещений на их территории, позволяет по сравнению со строительством 

новой фермы в «чистом поле» в разы сократить первоначальные затраты. 

Резкое падение курса рубля по сравнению с евро и долларом привели к 

значительному удорожанию импортной техники и комплектующих. Если до 

падения курса рубля соотношение цен аналогов отечественного и 

импортного доильного оборудования составляло 1:1, 4-1,6, то сегодня это 

соотношение составляет 1:2, 5-3. Соответственно резко возросла в стоимости 

отечественного 
оборудования 
доля 
импортных 
высокотехнологичных 

комплектующих, 
соответственно 
затраты 
на 
ремонт 
и 
сервисное 

обслуживание. Так, ряд важнейших узлов и комплектующих доильных 

установок, выпускаемых в России, были разработаны более полвека назад 

(вакуумные насосы, система промывки, оборудование для содержания скота, 

групповой учет молока и др.) и по своим технико-экономическим 

показателям не конкурентоспособны. Многие комплектующие наукоемкого 

характера в РФ не выпускаются: это электронные системы управления и 

конкурентоспособные 
по 
своим 
функциональным 
возможностям 

автоматические системы управления технологическим процессом АСУ ТП. 

В 
России 
отсутствует 
производство 
отдельных 
наукоемких 

комплектующих для современных доильных залов. Это прежде всего система 

управления процессом доения, сбором и передачей информации в компьютер 

АСУ ТП и идентификацией номера животных в каждом доильном станке.  

Отличительной 
особенностью 
молочного 
скотоводства 
является 

большое разнообразие размеров ферм от 50 до 1200 голов, шириной 

коровников 12, 18, 21, 24, 36 м, а также различными способами содержания 

(привязный, беспривязный, комбинированный и т.д.) и техническое 

перероснащение коровников для увеличения валового производства молока 

потребует больших денежных вложений.  

 
 

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ 
МОЛОЧНОГО СКОТОВОДСТВА В РОССИИ 

1.1 Современное состояние и перспективы развития молочного 
животноводства в России  

Молочный животноводческий комплекс является одним из важнейших 

звеньев в структуре агропромышленного комплекса государства, доля 

которого составляет порядка 13% в валовом объеме производства сельского 

хозяйства. Несмотря на определенно положительные тенденции, в целом 

существенного сдвига в увеличении производства молока в Российской 

Федерации за последний пятилетний период не происходит. В настоящее 

время в расчете на душу населения производится 210 кг молока, его 

потребление составляет с учетом импорта 236 кг при научно обоснованной 

медицинской норме 340 кг молока. По-прежнему не удается преодолеть 

тенденцию на сокращение поголовья коров. В сельскохозяйственных 

организациях поголовье коров снизилось за год на 1,2%, в ЛПХ на 1,7%. 

Дефицит сырого молока составляет по данным Минсельхоза Российской 

Федерации на 2017 год -  7 млн.т. Минсельхозом ставится задача увеличить 

поголовье коров до 2025 г. на 1 млн. голов. 

Развитие молочной отрасли имеет стратегическое значение для 

государства, так как молоко и молочные продукты востребованы всеми 

слоями населения. Обеспечение населения доступной и качественной 

молочной продукцией относится к одной из главных задач социально
экономической и политической значимости. 

Данная диссертационная работа сделана в рамках Государственная 

программа 
развития 
сельского 
хозяйстваи 
регулирования 
рынков 

сельскохозяйственной продукции, сырьяи продовольствия на 2013-2020 

годы, утверждена постановлением Правительства Российской Федерации от 

14 июля 2012 г. № 717 (в редакции постановления Правительства Российской 

Федерации от 30 ноября 2018 г.№ 1443); 

Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации, 

утверждена Указом Президента Российской Федерацииот 1 декабря 2016 г. 

№ 642; 

Федеральная 
научно-техническая 
программа 
развития 
сельского 

хозяйства на 2017-2025 годы, утверждена постановлением Правительства 

Российской Федерации от 25 августа 2017 г. № 996. 

Среди отраслей сельского хозяйства в Российской Федерации 

производство молока является стратегически наиболее важной отраслью 

животноводства. В Российской Федерации душевое потребление молока 

составляет 230 кг при медицинской норме 360 кг. По этому показателю 

Российская Федерация отстает от многих стран СНГ. Дефицит производства 

молока в стране  составляет по данным Минсельхоза РФ 7 млн.тонн. На 

данный 
момент 
важнейшей 
задачей 
является 
повышение 
валового 

производства молока в стране. 

По материалам парламентских слушаний «Актуальные вопросы 

развития мясного и молочного скотоводства»  производством молока в РФ 

занимаются 15,5 тыс. организаций, без учета ЛПХ. При этом доля 

мелкотоварного производства, к которым отнесены фермы с поголовьем 400 

и менее голов составляет 88%, которые производят 45% молока. (рисунок 1) 

 
Рисунок – Показатели производства молока, поголовья коров и надои 

на 1 корову по данным Росстат. 

Если фермы 1200 и более голов, в подавляющих случаях это вновь 

построенные в "чистом поле" фермы, то фермы 800 и менее голов как 

правило фермы бывших колхозов  и совхозов модернизированные в ряде 

случаев с расширением. Продуктивность коров в этом секторе ферм на 2000
2500 кг меньше, чем вновь построенных в чистом поле мегафермах.  

 

 
 
 
 
Рисунок 1 – Характеристика производителей молока в Российской 
Федерации 
 

Расчеты выполненные в Федеральном научно-агроинженерном центре 

ВИМ показывают, что технологическая модернизация использования 

результатов с акцентом на сектор мелкотоварных и средних ферм позволит 

при одинаковых суммарных затратах по сравнению с принятой  концепцией, 

когда подавляющая часть средств направляется на строительство мегаферм в 

"чистом поле" в 2 раза увеличить валовое производство молока. При этом 

мощности будут введены в 2 раза быстрее. 

 
Таблица 2 – Сравнительная оценка вариантов и развития  молочных 
ферм при сумме инвестиций 10 млрд.рублей 
 

Показатели 

Предлагаемая стратегия с 
использованием 
инфраструктуры 
существующих ферм 

Существующая стратегия 

80% сфера мелкотовар. и 
средних ферм, 20%- строитво мегаферм  

80% - мегаферм в "чистом 
поле"; 
20%- 
сфера 
мелкотовар. и средних ферм 

Валовое 
производство 

молока, тыс.тн 
212,1 
111,3 

Прирост поголовья, тыс.гол.
30,3
15,9

Сроки ввода мощности, год
1,5
3

В Российской Федерации, как показал опыт и практика акцент, на так 

называемые мелкотоварный сектор и средние фермы до 800 голов будет 

способствовать решению там где еще возможно, острейшей социально
экономической проблеме – приостановить развал деревни и способствовать 

развитию сельских территорий. Без создания рабочих мест эта проблем не 

имеет решения. 

Таблица 1.Причины низкой продуктивности коров (q≤4500 кг в год) на 
мелкотоварных фермах 

Технологии 
Техника 
Предложения 

Несбалансированное 
кормление 
[Уровень 
раздачи 
полнорационной 
сбалансированной 
кормосмеси РФ – 40%, 
Запад – 85%. И.М. Дунин] 

Невозможность 
использования серийных 
раздатчиков-смесителей в 
существующих 
помещениях  

1. 
Строительство 
новых 
коровников 
на 
территории 
существующих ферм  
2. 
Разработка и освоение 
малогабаритных раздатчиковсмесителей емкостью 1-4 м3 

Слабая 
материально
техническая база хозяйств, 
не 
позволяющая 
обеспечить 
эффективное 

производство кормов

Имеющаяся 
на 
рынке 

техника 
в 
основном 
предназначена 
для 
крупнотоварного 
производства

Разработка и освоение техники 
для производства кормов на 
мелкооптовых фермах до 400 
голов. 

Нарушение 
технологического 
регламента в процессах и 
большая зависимость от 
«человеческого фактора»  

Применение 
морально 
устаревшей техники, ее 
изношенность 
и 
неудовлетворительное 
техническое состояние  

Создание 
межхозяйственных 

предприятий по производству 
кормов 
и 
освоение 
производства 
современного 
автоматизированного 
оборудования 
для 
технического 
переоснащения 

действующих молочных ферм 

Неудовлетворительное 
использование потенциала 
животных 
и 

оздоровительного эффекта 

Отсутствие 
серийно 

выпускаемой 
специализированной 
техники и оборудования 

Разработка 
и 
освоение 

современного 
автоматизированного 
оборудования 
для 

прифермских 
пастбищ 

(использование 
прифермских 
пастбищ 

сократилось в два раза) 

для пастбищ
прифермских пастбищ 

Модернизация 
молочных 
ферм 
путем 
замены 
устаревшего 

оборудования, создает возможности использования раздатчиков-смесителей 

для приготовления и раздачи полнорационных кормосмесей, внутренней 

перепланировки и внедрения беспривязного содержания позволяет при 

существенно меньших затратах (от 10-12 до 85 тыс.руб/скотоместо) 

позволяет существенно поднять продуктивность, снизить затраты и 

улучшить условия труда. Улучшение труда и совершенствование технологии 

за 
счет 
применения 
современного 
оборудования 
отечественного 

производства, создало предпосылки для увеличения продуктивности и 

соответственного валового производства молока в среднем на 25-30%. 

В теже годы на территории существующих ферм были по Ярославской 

области новый коровник на 480 голов с доильным залом  и в Ивановской 

области в племзаводе "Ленинский путь" два коровника с доильным залом и 

родильным отделением в существующем реконструированном помещении. 

Выбор предлагаемой модернизации с акцентом на максимальное 

использование существующей инфраструктуры ферм в сочетании с 

отечественным оборудованием позволяет существенно снизить затраты. По 

сообщениям СМИ в Китае принято решение о льготном финансировании 

создание молочных ферм с использованием только китайского оборудования. 

Такое 
решение 
способствовало 
развитию 
производства 

высокотехнологичного оборудования  и комплектующих для ферм. 

Стоимость 
техобслуживания 
одноместного 
доильного 
робота 

составляет 600-700 тыс.рублей в год, т.е. 1920 рублей в день. При 8-летнем 

беспроцентном кредите и средней стоимости доильного робота с 

инфраструктурой 16 млн.рублей ежедневная выплата за кредит и сервисное 

обслуживание составляет 7600 рублей на 60 коров. За обслуживание такого