История создания и эволюция доильных аппаратов имеет далеко не простой путь. За долгие годы совместного существования человечества и молочных животных человек делал множество попыток облегчить труд доения.
Но создание доильного аппарата — это действительно революционный шаг. Ведь механическому аппарату приходится взаимодействовать с живым существом, чувствительным к болям и неудобствам. И всё же попытки человечества механизировать и даже автоматизировать дойку животных увенчались существенными успехами.
Процесс доения коров, коз и других молочных животных удалось подчинить автоматизации, что позволило снизить себестоимость молока и увеличить объем предложений молочной продукции. Ручное доение в настоящее время имеет лишь ограниченное применение, так как это трудоемкий и мало производитель¬ный способ доения.
История первых попыток доения коров с помощью приспособлений начинается еще до нашей эры. Древние египтяне доили коров вставляя полые стебли пшеницы в соски вымени и молоко просто вытекало в подставленную посуду.
Проще всего, казалось бы, открыть дорогу молоку и сливать его по трубкам в ведро. Первые доильные аппараты и работали по такому принципу: полые трубки вставлялись в соски для открытия мышц сфинктера (круговая мышца не дающая молоку вытекать из вымени) и это позволяло молоку свободно выходить наружу.
Первоначально использовали деревянные трубки и даже перья птиц. Трубки из чистого серебра, гуттаперчи (материал, напоминающий резину) и слоновой кости появились на рынке в конце 19 века, которые находили свое применение и в 20 веке. Для направления молока в бидоны трубки соединялись эластичной резиной.
Но доение принципом катетера имело множество существенных недостатков: распространение болезней, ослабление мышц сфинктера, вызывающих продолжительное подтекание, травмы сосков и загрязнение молока. Кроме того, это было мучительно больно для коров, и часто приводило к травмам вымени коровы.
Когда было освоено ручное доение животных фермеры стали получать достаточно молока и изготавливать различные молочные продукты. Но тяжелое малопроизводительное ручное доение сдерживало дальнейшее увеличение производительности труда и доходов фермеров.
Постоянный рост потребности общества в молоке подталкивал человека к механизации процесса доения. К сведению, в настоящее время ежегодно в мире выпивают около 500 млн л молока, потребление которого вносит разнообразие в питание, улучшает вкус других продуктов.
По мере развития молочной промышленности механизация стала необходимостью для увеличения количества молока на продовольственном рынке. Попытки создания доильных аппаратов начались в разных странах практически одновременно.
В Соединенных Штатах в 1819 году было получено большое количество патентов на аппараты для доения под давлением. Доильные аппараты состояли из роликов, колодок, тарелок, ремней и механических пальцев. Всё это механическое многообразие было необходимо для копирования принципа ручного доения человеком: механические пальцы надавливали на сосок, начиная с верхней части и плавно двигались вниз.
Самые ранние вакуумные доильные аппараты использовали большую чашу из гуттаперчи, плотно обхватывающую всё вымя и соединенную с ручным насосом. Инженеры Ходжес и Брокенден получили английский патент на такое устройство в 1851 году.
В 1859 году С.В. Лоу из Филадельфии запатентовал чашу с диафрагмой с 4 отверстиями для сосков. Всасывающий насос с ручным приводом вытягивал молоко из всех четырех сосков одновременно. Такие устройства создавали непрерывное высасывание из вымени, часто повреждая ткань молочной железы и вызывая лягание коровы.
Первое успешное использование сосков с вакуумным доильным аппаратом найдено в патенте 1860 года. Л.О. Колвина, известного в Америке изобретателя ранних доильных агрегатов. Это рычажное всасывающее устройство получило большой отклик от сельскохозяйственной прессы. Благоприятные статьи появились в журнале «Молочный фермер», «Сельскохозяйственный вестник» и в других небольших публикациях. Тем не менее, автоматическая дойка Colvin все еще подвергала соски коровы постоянному вакууму, в результате чего там скапливалась кровь.
В 1889 году шотландский инженер Александр Шилдс представил современный тип машины, которая не использовала постоянный вакуум, а периодический, как будто сосёт теленок.
Первые попытки редко бывают удачными, такая же участь постигла и первые модели доильных аппаратов. Этот факт многое сделал для установления настроя населения против механизации доения. Самые ранние типы аппаратов использовали трубки чтобы выкачивать молоко из вымени. За ними следовали устройства для выдавливания молока, далее появились высасывающие устройства различных типов.
Не все были согласны с идеей механического доения, считая, что оно приносит вред животному и ухудшает качество молока. Причина долгого изобретения доильного аппарата ещё в том, что для испытания моделей необходимо было подвергать риску животных. А на это многие фермеры не давали своего согласия.
Разработка пригодного для использования доильного аппарата заняла несколько десятилетий проб и ошибок. Некоторые редакторы публикаций 19-го века о молочных продуктах признавали необходимость в хорошем доильном аппарате, но были недовольны всем, что предлагалось. Другие препятствовали всем попыткам машинного доения, заявляя, что это было неестественно или изначально вредно для коровы. Еще в 1892 году С.М. Бэбкок написал в журнале National Dairyman (Национальный молочник), что «доильные машины приведут к ухудшению качества молока и снижению стандартов на молочных животных». Л.Б. Арнольд, секретарь Американской ассоциации производителей молочных продуктов, писал о большой ценности ручного доения в развитии вымени коров и предостерегал от использования машинного доения.
Компания Mehring начала разработку механизированных доильных аппаратов в 1892 году как способ улучшить скорость и качество доения коров. Машины продолжали изготавливаться в начале 1920-х годов, и было продано более 3000. Доильный аппарат с ножным приводом был усовершенствованием более ранней модели с ручным приводом, и мог одновременно доить двух коров с меньшими усилиями со стороны оператора.
Машина состояла из педалей с пневмокамерами, соединенных несколькими шлангами, которые можно было прикрепить к вымени коровы. Когда педаль качалась вперед и назад, она производила всасывание в шлангах, которое выдавливало молоко из вымени и перемещало его в ведро, висевшее на дояре. Шланги контролировались клапаном, так что оператор мог остановить всасывание на отдельном соске, не отключая машину. Брошюра 1896 года гласит, что доильный агрегат позволял одному мужчине доить до двадцати коров в час, а поскольку физические нагрузки были минимальными, женщины и дети могли бы также помочь с доением, что делало работу по дому еще менее трудоемкой.
Примерно в 1890-х годах Александр Шилс из шотландского города Глазго, разработал пульсатор, который чередовал уровни всасывания массажируя при этом соски для правильного кровообращения. Это устройство, наряду с разработкой в 1892 году двухкамерного соскового стакана, успешно привело к замене ручного доения доильными аппаратами. После 1920-х годов машинное доение прочно вошло в молочную промышленность.
Следующий важный шаг в развитии доильной машины произошел в 1902 году, когда Лоуренс и Кеннеди из Глазго разработали первый доильный аппарат с пульсатором на крышке аппарата и давлением, уменьшенным вакуумом. Этот принцип позволяет поддерживать постоянный вакуум в вакуумной системе и создавать отчетливые пульсации на соске. Все современные машины охватывают этот принцип, хотя разные производители используют различные механические средства.
Интересное устройство для защиты от перенапряжений было изобретено в 1922 году Гербертом Маккорнаком. Эта новая доильная машина преобразовывала тяговое и тянущее движение в пульсирующий вакуум как у предыдущих аппаратов. Модель помпажа подвешивалась к корове на ремне, который обвивался вокруг ее тела. Преимущество подвесной модели заключалось в том, что длина трубки от соска до ведра составляла всего около 10 см в длину, что уменьшало загрязнение, скапливаемое внутри трубки.
