劉聲春，王明磊，楊瑤

（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定總站，北京 100122）

真空度是擠奶機關(guān)鍵性能參數(shù)之一，真空度的增加或降低對奶牛乳房的健康有重要影響。據(jù)研究，將真空度從33kPa提升至50kPa會惡化乳頭狀況，增加乳房炎發(fā)病率，而降低擠奶機真空度，會增加擠奶時間和掉杯頻次[1～3]。我國規(guī)?；翀鲆褜崿F(xiàn)100%機械化擠奶[4]，但針對擠奶機關(guān)鍵性能參數(shù)的研究仍然較少，特別是對擠奶機真空度的研究僅停留在Vm點的真空度即擠奶機工作真空度上。實際上，擠奶機各部分真空度中對奶牛乳頭直接作用的是奶襯內(nèi)（乳頭末端）真空度，但目前直接測量奶襯內(nèi)（乳頭末端）真空度仍有難度，大都采用集乳器真空度作為近似值，因為集乳器離奶襯較近。

集乳器真空度是在動態(tài)測試中獲得的，通過長期測試特定牧場特定擠奶機集乳器真空度與擠奶流量間的關(guān)系，建立相關(guān)回歸方程，找到牛群峰值流量分布，評估出整體牛群集乳器真空度范圍。在排除其他原因的前提下，通過調(diào)節(jié)擠奶機整體性能參數(shù)設(shè)置或針對每個牛位上擠奶杯組進行設(shè)置（如調(diào)節(jié)長奶管長度、直徑等），使得每個集乳器真空度處于合適范圍。擠奶機廠家也可根據(jù)測試結(jié)果調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計，不斷提高產(chǎn)品適用性。

1 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求

1.1 真空度范圍

目前，涉及擠奶機真空度方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范主要有：GB/T 8186-2011《擠奶設(shè)備 結(jié)構(gòu)與性能》（等同采用ISO 5707:2007《Milking machine installations-Construction and performance》）[5]、美國國家乳房炎委員會（NMC）技術(shù)文件《擠奶機真空度與空氣流量評價程序》[6]，其中都提到，在奶牛擠奶流量峰值期間，奶襯內(nèi)（乳頭末端）（國家標(biāo)準(zhǔn)及ISO標(biāo)準(zhǔn)）或集乳器（NMC技術(shù)文件）的平均真空度在32～42kPa范圍內(nèi)，可以確保大多數(shù)奶?？焖佟睾筒氐椎赝瓿蓴D奶。

1.2 測試方法

GB/T 8186-2011《擠奶設(shè)備 結(jié)構(gòu)與性能》中給出的是實驗室測試法，用水模擬牛奶，通過流量模擬器模擬特定峰值流量（5kg/min或3kg/min），要求在擠奶杯組各奶杯間的平均分配水流量下，通過人工乳頭末端的傳感器記錄奶襯內(nèi)（乳頭末端）的真空度。該方法只適用于實驗室，對測試設(shè)備要求較高，并且由于只是在特定流量下進行模擬，對實際生產(chǎn)指導(dǎo)意義不大，主要用于擠奶機安裝測試或?qū)嶒炑芯??！稊D奶機真空度與空氣流量評價程序》中給出了一種方法，即：在牧場中選擇一定數(shù)量具備代表性的高產(chǎn)和低產(chǎn)奶牛作為測試樣本，在擠奶過程中用12或14號針頭刺入短奶管到達集乳器，針頭不要進入奶流中，針頭尾部連接真空測試儀器，連續(xù)測試5～20s后取平均值。該種方法簡易可行，能夠反映出擠奶過程中真空度變化的實際情況。

1.3 真空度波動

GB/T 8186-2011《擠奶設(shè)備 結(jié)構(gòu)與性能》中沒有涉及真空度波動的相關(guān)內(nèi)容，《擠奶機真空度與空氣流量評價程序》中將集乳器真空度波動定義為一個脈動循環(huán)內(nèi)最大真空度減去最小真空度，但沒有給出真空度波動的限值。一般情況下，除特殊設(shè)計外，集乳器真空度波動越小越好。區(qū)別于不規(guī)律波動，隨著脈動循環(huán)周期性的小幅度真空度波動是正常的，不規(guī)律的波動可能是由于滑杯進氣產(chǎn)生的。真空度波動過高可能是由于進氣孔堵塞、過量空氣進入或奶路上存在阻塞等原因。

2 奶流量與真空度間的關(guān)系

擠奶機真空調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以保持真空調(diào)節(jié)器感應(yīng)點的真空度穩(wěn)定，在正常擠奶的情況下偏差不超過2kPa，真空調(diào)節(jié)器感應(yīng)點的真空度可以通過真空調(diào)節(jié)器進行調(diào)整。但集乳器真空度與真空調(diào)節(jié)器感應(yīng)點的真空度不同，集乳器中既有氣流通過，也有奶流通過，導(dǎo)致集乳器真空度情況相對復(fù)雜。測試集乳器真空度與奶流量間的關(guān)系，可以準(zhǔn)確掌握牧場牛群擠奶過程中乳頭所承受的真空度變化情況。

具體操作方式是：先從牧場牛群中至少選出10頭以上的具備代表性的高產(chǎn)和低產(chǎn)奶牛，可通過擠奶機管理軟件數(shù)據(jù)庫每日產(chǎn)量記錄中篩選出牛號，每次擠奶時對選出的奶牛進行測試。記錄5～20s擠奶過程中的集乳器真空度（圖1），求出平均集乳器真空度，同時通過每個牛位顯示面板上記錄下真空測試開始和結(jié)束時的奶流量數(shù)值，取中點作為平均奶流量值。對每頭牛測試多個時間段，時間段應(yīng)該包含峰值流量和脫杯流量，最終做出平均集乳器真空度與平均奶流量的散點圖，找出兩者對應(yīng)關(guān)系，建立回歸方程（圖2）。圖2是一個集乳器的散點圖，如條件允許可制作多個集乳器的散點圖，更加全面掌握擠奶機平均集乳器真空度隨奶流量變化情況，用來調(diào)整擠奶機相關(guān)參數(shù)設(shè)置。

圖1 PT-Ⅵ真空度記錄圖

圖2 某牧場集乳器真空與平均奶流量關(guān)系圖

圖2中回歸方程中有兩個系數(shù)：截距44.6，斜率-2.2，截距應(yīng)接近擠奶機工作真空度，如偏差超過2kPa，應(yīng)查找原因確定偏差來源（如真空表、奶流量計是否正常）。斜率表示平均集乳器真空度隨平均奶流量增加而降低的快慢。據(jù)研究，斜率（真空降系數(shù)）與擠奶機安裝配置有關(guān)，首先和奶流提升高度有關(guān)（高位配置比低位配置真空降系數(shù)大），其次和長奶管的直徑及長度有關(guān)（長度越長、直徑越大則真空降系數(shù)越大）。另外，還和集乳器與輸奶管道間安裝的奶量計、自動關(guān)閉閥相關(guān)（裝有奶量計、自動關(guān)閉閥的比未安裝的真空降系數(shù)大）。

3 牛群峰值流量分布

目前，大多數(shù)擠奶機管理軟件數(shù)據(jù)中都有峰值流量，對這些數(shù)據(jù)進行分析可以了解掌握牧場牛群峰值流量分布，計算出平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等，掌握牛群整體奶流量情況。圖3是某牧場奶牛峰值流量分布情況，其中部分在1kg/min，說明可能存在踢杯、掉杯等問題，需要關(guān)注。

圖3 某牧場牛群峰值流量分布圖

該牧場奶牛峰值流量平均值為4.6kg/min，標(biāo)準(zhǔn)差是1.5kg/min，即：牛群中95%的奶牛峰值流量落在平均值+2倍標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)（7.6kg/min），牛群中99%的奶牛峰值流量落在平均值+3倍標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)（9.1kg/min）。

4 牛群集乳器真空度評估

以圖2、圖3中所涉及的牧場為例，平均集乳器真空度與平均奶流量關(guān)系為：y=-2.2x+44.6，峰值流量平均值為4.6kg/min，標(biāo)準(zhǔn)差在1.5kg/min以內(nèi)。此時95%的奶牛峰值流量在7.6kg/min，99%的奶牛峰值流量在9.1kg/min以內(nèi)，該擠奶機的脫杯流量為0.5kg/min。這時該牧場牛群平均集乳器真空度范圍為：脫杯時真空度=-2.2×0.4+44.6=43.72kPa，95%奶牛峰值流量時真空度=-2.2×7.6+44.6=27.88kPa，99%奶牛峰值流量時真空度=-2.2×9.1+44.6=24.58kPa。

平均集乳器真空度為43.72kPa，高出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求最高值1.72kPa。如牧場反映乳房炎發(fā)病率較高或存在乳頭充血紅腫等現(xiàn)象，在其他原因已排除的情況下，建議該牧場適度降低工作真空度或提高脫杯流量或增加長奶管長度和直徑。所有調(diào)整操作均應(yīng)逐步進行，并經(jīng)觀察一段時間確認(rèn)情況好轉(zhuǎn)后再繼續(xù)調(diào)整，直至調(diào)到合適范圍內(nèi)。

5 結(jié)語

擠奶是一個“妥協(xié)”的過程，要實現(xiàn)快速、溫和、徹底的擠奶很難，快速一般不溫和，溫和一般不徹底。目前，規(guī)模大的牧場一般追求快速，規(guī)模小的牧場一般追求徹底。因此，各牧場只有通過長時間嘗試，找出適合自身的擠奶機集乳器真空度，在快速、溫和、徹底之間找到平衡點。