鮑鵬，李建斌，李榮嶺，魏麗軍，楊君，薛光輝，仲躋峰

（山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院奶牛研究中心，山東奧克斯畜牧種業(yè)有限公司，濟(jì)南 250131）

擠奶是牛奶由牧場生產(chǎn)進(jìn)入乳品加工的最后一道工序，也是影響牧場效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而在擠奶過程中不可或缺的就是各種類型的擠奶機(jī)，因此適當(dāng)了解和掌握擠奶機(jī)相關(guān)知識對奶牛養(yǎng)殖和發(fā)展有著重要的作用。本文就從擠奶機(jī)的分類、工作原理以及在擠奶機(jī)脈動常規(guī)檢測中常見問題作簡要論述。

1 擠奶機(jī)的分類

1.1 擠奶機(jī)的種類

根據(jù)擠奶機(jī)標(biāo)準(zhǔn)GB/T5981《擠奶設(shè)備詞匯》結(jié)合擠奶機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、功能特點以及同時參考農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗鑒定總站擠奶機(jī)命名方法，將現(xiàn)有擠奶機(jī)大體分為八類，分別為：移動式擠奶機(jī)、提桶式擠奶機(jī)、管道式擠奶機(jī)、平面式擠奶機(jī)、中置式擠奶機(jī)、魚骨式擠奶機(jī)、并列式擠奶機(jī)和轉(zhuǎn)盤式擠奶機(jī)。其中移動式、提桶式、管道式、平面式、中置式、魚骨式等擠奶機(jī)均為牧場發(fā)展早期的類型，隨著牧場規(guī)模不斷擴(kuò)大，機(jī)械化水平的提高以及對原奶品質(zhì)要求愈加嚴(yán)格，新建牧場的擠奶機(jī)多以并列式和轉(zhuǎn)盤式為主。

1.2 擠奶機(jī)型號編號規(guī)則

根據(jù)JB/T8574-1994《農(nóng)機(jī)具產(chǎn)品型號編號規(guī)則》中對畜牧機(jī)械的規(guī)定，擠奶機(jī)型號編號格式為：9J-XX(X)(X)-A×C/E，其中第1、2位字母9J在畜牧機(jī)械類中代表擠奶機(jī)；第3、4位X代表擠奶機(jī)的形式，用拼音大寫的首字母表示，例如：移動式-YD、提桶式-TT、管道式-GD、平面式-PM、中置式-ZZ、魚骨式-YG、并列式-BL、轉(zhuǎn)盤式-ZP等；第5位（X）代表計量方式，用拼音大寫首字母表示：電子計量-D、瓶式計量-P，無計量方式用0表示；第6位（X）代表脫杯方式，同樣用拼音大寫首字母表示：自動脫杯-Z、手動脫杯-S；第7位A代表奶牛的站位排數(shù)，用阿拉伯?dāng)?shù)字1、2表示；第8位C代表每排的奶牛頭數(shù)，用阿拉伯?dāng)?shù)字1、2、3...表示；第9位E代表擠奶杯的杯組數(shù)，用阿拉伯?dāng)?shù)字1、2、3...表示[1]。例如：9J-BL(D)(Z)-2×48/96，表示該擠奶機(jī)設(shè)備型號為并列式電子計量自動脫杯雙排48頭96杯位。

2 擠奶機(jī)的工作原理及優(yōu)勢

2.1 擠奶機(jī)工作原理

擠奶機(jī)的工作是依照仿生學(xué)原理，根據(jù)犢牛吃奶在吮吸、吞咽時其口腔內(nèi)的真空變化和吮吸頻率，而將牛奶從牛的乳房中泵出的過程[2]（圖1）。

圖1 機(jī)械擠奶工作原理圖

擠奶機(jī)模仿完成吮吸和吞咽的動作需要具備以下三個部分，即真空系統(tǒng)、脈動系統(tǒng)以及擠奶系統(tǒng)。圖2為廳式常見擠奶機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，真空泵、穩(wěn)壓泵、分配罐、真空調(diào)節(jié)器、真空表、真空管道以及氣液分離器等組成擠奶機(jī)真空系統(tǒng)部分。脈動器、脈動管道、長脈動管以及短脈動管組成擠奶機(jī)脈動系統(tǒng)部分。擠奶杯組、奶管、計量瓶、集乳罐、輸奶管道、奶泵以及排奶管道等組成擠奶機(jī)擠奶系統(tǒng)部分。此外，目前大部分?jǐn)D奶機(jī)還配有牛奶儲存系統(tǒng)，包括長奶管、速冷設(shè)備、制冷罐等[3]。

圖2 常見擠奶機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 擠奶機(jī)的優(yōu)勢

擠奶機(jī)在工作中主要表現(xiàn)出以下幾點優(yōu)勢：

（1）節(jié)省人力，提高擠奶效率。人工擠奶每小時4～6頭，而機(jī)械擠奶每小時可以達(dá)到50～120頭，擠奶效率是人工擠奶的10～20倍，在當(dāng)前人工成本不斷增長的形勢下，不但提高了擠奶效率，而且大大減少了人工費用。

（2）減少源頭污染，提升牛奶衛(wèi)生水平。與人工擠奶相比，機(jī)器擠奶可以將原奶通過密封管道直接導(dǎo)入制冷罐，快速降低原奶溫度，整個過程與外界環(huán)境完全隔離，從而可以有效抑制原奶中微生物的繁殖，最大限度保證原奶質(zhì)量。

（3）降低乳房損傷，提高產(chǎn)奶量。擠奶機(jī)的壓力、頻率等相對穩(wěn)定，并且隨著自動按摩乳房、自動脫杯、牛只出奶異常情況檢測等技術(shù)的應(yīng)用，可以更好地保護(hù)牛只乳房健康，提升產(chǎn)奶量[4]。

3 擠奶機(jī)脈動檢測常見問題及解決方案

經(jīng)過近三年對山東地區(qū)牧場進(jìn)行“擠奶機(jī)脈動常規(guī)檢測”服務(wù)，先后檢測各類品牌、各種規(guī)格的擠奶機(jī)90余套，發(fā)現(xiàn)60%以上的設(shè)備存在異常。比較常見的問題有：設(shè)備原件老化、壓力不準(zhǔn)或不穩(wěn)、脈動頻率比率失調(diào)、關(guān)鍵設(shè)備件損壞等。針對牧場出現(xiàn)的這些問題，研究團(tuán)隊進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查，并提供了解決方案。

（1）提高了自動化水平，達(dá)到了減員增效的目的。使用真空帶式過濾機(jī)相對改造前提高了自動化水平，降低了工人的勞動強(qiáng)度，改善了車間環(huán)境，可減少鏟裝、倒運硫酸銅人員16人，行車工4人，節(jié)約勞務(wù)用工成本70萬元/年。

3.1 擠奶杯橡膠原件老化變形

圖3 奶襯老化變形

圖4 短脈動管老化龜裂

這種情況表現(xiàn)為人工觀察可發(fā)現(xiàn)奶襯末端凹凸不平，手指觸摸奶襯內(nèi)壁有龜裂紋且失去原有的光滑感。脈動管等橡膠件彎折時表面有明顯裂紋且手感粗糙（圖3、4）。其原因主要是橡膠原件更換不及時或者使用的配件質(zhì)量較差。如果長期使用該類原件會造成擠奶壓力不穩(wěn)定，導(dǎo)致奶牛乳房健康受影響，奶杯容易脫落，易受外界環(huán)境污染，可致原奶中微生物數(shù)量急劇增加。

解決方案：及時檢查，定期更換橡膠原件。原則上奶襯可在使用次數(shù)達(dá)2 500～3 000次或半年更換一次，脈動管理論上一年更換一次，但在實際生產(chǎn)中可根據(jù)損壞情況及時更換。

3.2 壓力表顯示壓力值與儀器檢測壓力值不一致

圖5 擠奶管道壓力表

由圖5、表1可以看出，該擠奶機(jī)設(shè)定工作壓力為42kPa，實際測定末端壓力為46kPa，高于設(shè)定值4kPa。

表1 某規(guī)模化牧場奶廳擠奶機(jī)脈動及壓力檢測報告

此問題往往是壓力表使用年限較長更換不及時所造成。如果設(shè)備長期在高真空壓力下運行，會導(dǎo)致每一個脈動周期內(nèi)奶襯內(nèi)襯閉合不全，使奶牛乳頭皮膚和乳頭括約肌受損，乳頭外翻情況加重（圖6），導(dǎo)致奶牛乳房遭受細(xì)菌感染，從而增加誘發(fā)奶牛乳房炎的可能性。另外，真空度過高易使腫脹的乳頭壁壓住乳頭末端導(dǎo)管，導(dǎo)致擠奶緩慢、不均衡或不完全（圖7）。生產(chǎn)中表現(xiàn)為經(jīng)常發(fā)生牛只踢掉擠奶杯的情況[5]。

圖6 壓力過高導(dǎo)致的乳頭外凸

圖7 過擠導(dǎo)致的乳頭紅腫顏色發(fā)紫

解決方案：在日常生產(chǎn)中要定時對壓力表進(jìn)行檢測和校準(zhǔn)，如果出現(xiàn)差異較大時需更換新的壓力表并調(diào)節(jié)泄壓閥，將壓力降到合理值，可根據(jù)輸奶管道高低配位不同，將工作壓力調(diào)整到40～48kPa。一般設(shè)定上位管道真空度在45～48kPa，下位管道在40～44kPa，具體情況需根據(jù)牧場牛只產(chǎn)奶量、擠奶速度、乳頭炎發(fā)生比例等設(shè)定。

3.3 兩側(cè)脈動管壓力不一致

圖8 儀器檢測擠奶杯壓力

由圖8可見，同一擠奶杯組兩側(cè)脈動管壓力不一致，一側(cè)為41.6kPa，另一側(cè)為45.3kPa，兩側(cè)差值超過±2kPa。其中原因多為一側(cè)脈動管損壞漏氣或者脈動管與擠奶杯安裝連接不緊密造成（圖9），致使乳房出奶較慢，擠奶延長時間。

圖9 脈動管損壞

解決方案：擠奶前擠奶人員需要逐一對擠奶杯組的脈動管進(jìn)行查看，擠奶時注意傾聽奶杯是否存在漏氣現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)此類問題應(yīng)及時上報，更換新的脈動管或重新安裝。

3.4 各擠奶杯組脈動頻率差異大

由表2可見，該牧場奶廳擠奶機(jī)不同杯組脈動頻率均存在差異，杯組2和杯組3差值比例在15%以上，同時每個杯組對應(yīng)的B相（奶襯張開時間）、D相（奶襯閉合時間）均出現(xiàn)較大變化。

表2 某規(guī)?；翀瞿虖d擠奶機(jī)不同杯組脈動頻率檢測報告

該現(xiàn)象多見于早期擠奶機(jī)配置的“氣阻尼式脈動”，節(jié)流孔調(diào)整不當(dāng)、換氣室進(jìn)水、工作真空度變化等均會出現(xiàn)脈動頻率異常，導(dǎo)致在擠奶時同一頭牛早晚擠奶處在不同的杯位上對應(yīng)不同的頻率，易出現(xiàn)牛只應(yīng)激反應(yīng)，影響擠奶速度。

解決方案：各種擠奶機(jī)出廠時已經(jīng)設(shè)定了運行時的脈動頻率范圍，保證脈動頻率正常是維護(hù)擠奶機(jī)正常工作的必要條件，因此設(shè)備使用過程中，要保持脈動器清潔，定期清洗脈動器過濾網(wǎng)；在更換氣阻式脈動器時，不可放在水中清洗，以免造成節(jié)流孔或換氣室進(jìn)水；對于使用時間過長且脈動頻率差異性較大的奶廳設(shè)備，建議更換為電子脈動器[6]。

3.5 擠奶杯組左右兩側(cè)奶杯頻率同步

此情況表現(xiàn)脈動儀器檢測時屏幕顯示“COINCIDENT PHASES!”同步脈動階段，導(dǎo)致一個擠奶杯組的四個奶杯同步工作，致使奶牛的四個乳區(qū)同時出奶。該問題多出現(xiàn)在“一拖二”類型的脈動器上（圖10）。在連接脈動管時出現(xiàn)錯誤連接，左右或前后對稱的擠奶杯組連接了相同的脈動氣孔。由于各乳區(qū)不能交替泌乳和休息，會引起奶牛應(yīng)激，但在擠奶過程中由于對擠奶時間影響不明顯，所以不宜被發(fā)現(xiàn)。

圖10 一拖二電脈動器

解決方案：在設(shè)備安裝或脈動器更換時要確保擠奶杯對稱的杯組脈動管交叉連接到不同的脈動氣孔。在生產(chǎn)中可以將雙手大拇指插入兩側(cè)對稱的奶杯中感受奶襯的收縮變化是否同步，如果對稱的兩個杯組同時收縮閉合則說明安裝錯誤（圖11），若出現(xiàn)這種問題需要重新交叉連接脈動管（圖12）。

圖11 人工檢測擠奶杯中的壓力頻率

圖12 一拖二脈動器正確連接方式

3.6 同一擠奶杯組一側(cè)無脈動

這種情況表現(xiàn)為儀器檢測同一擠奶機(jī)杯組，一側(cè)有脈動另一側(cè)無脈動，對稱偏差100%（表3），用兩個大拇指插入對應(yīng)的奶杯中一側(cè)奶襯張開閉合正常，另一側(cè)奶襯不能完全張開或不張開。

表3 某規(guī)?；翀瞿虖d擠奶機(jī)同一機(jī)組脈動頻率檢測報告

此種情況多為脈動器內(nèi)部芯片異?；蛎}動腔異物導(dǎo)致一側(cè)脈動管堵塞（圖13），空氣不能正常進(jìn)入奶杯腔體，缺乏壓力奶襯不能正常張開，無法產(chǎn)生吸力，致乳房中的奶不能外流。在擠奶過程中一側(cè)乳房正常出奶，另一側(cè)乳房不出奶或者出奶較少，致使問題杯組的產(chǎn)量遠(yuǎn)低于其他杯組。

圖13 脈動器通氣孔堵塞

圖14 脈動器拆檢

解決方案：正常脈動杯組中脈動頻率的偏差要求小于5%，一旦檢測時出現(xiàn)偏差過大且該杯組出奶較慢或者明顯出奶少的，要將該杯組對應(yīng)的脈動器進(jìn)行拆檢（圖14），查看脈動器內(nèi)部是否有異物存在，內(nèi)部較臟的需要使用溫水清洗干凈晾干后重新安裝；如果是電子芯片或電磁閥出現(xiàn)異常最好找廠家進(jìn)行維修更換。此外有條件的牧場可在脈動主管道進(jìn)氣管的頂端安裝空氣過濾裝置（圖15），防止異物進(jìn)入脈動腔。

圖15 脈動管道空氣過濾裝置

3.7 脈動比率倒置

正常擠奶機(jī)的脈動比率在55∶45～65∶35，多數(shù)擠奶機(jī)設(shè)備定為60∶40，然而在部分牧場檢測時會出現(xiàn)脈動比率倒置的現(xiàn)象（表4）。該種情況出現(xiàn)時，A+B相（奶襯張開）時間縮短，C+D相（奶襯閉合）時間延長，在生產(chǎn)中表現(xiàn)為奶牛單次擠奶波段出奶較少，整體擠奶時間延長。 其原因主要為脈動總控制器比率設(shè)定錯誤或者線路連接錯誤（圖16、圖17）。

表4 某規(guī)?；翀瞿虖d擠奶機(jī)脈動及壓力檢測報告

圖16 脈動總控制器外部

圖17 脈動總控制器內(nèi)部

解決方案：如果是脈動比率設(shè)定錯誤，需要調(diào)整到合理的比率值；如果是線路連接錯誤，需要重新進(jìn)行安裝。

4 擠奶工作應(yīng)以人為本、機(jī)器為輔

隨著牧場規(guī)?；?、機(jī)械化程度的不斷提高，各種品牌規(guī)格的擠奶機(jī)應(yīng)用到牧場中，在擠奶的工作中機(jī)器逐漸取代人工，但是歸根到底再好的機(jī)器也需要人的操控，所以對擠奶工作人員的培訓(xùn)和思想的規(guī)范就顯得格外的重要。一個好的擠奶工不但要學(xué)會使用機(jī)器，重點還要學(xué)會觀察機(jī)器是否正常運轉(zhuǎn)以及在擠奶過程中牛只的反應(yīng)是否正常。

由于不同飼養(yǎng)環(huán)境下的奶牛群體產(chǎn)奶特性差異較大，所以要求脈動器的脈動頻率和脈動比率都可調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同生產(chǎn)特性的奶牛群的擠奶要求。

根據(jù)不同的牛群規(guī)模和擠奶機(jī)每天的使用時間，需要對脈動器進(jìn)行定期的檢查保養(yǎng)。擠奶機(jī)工作時間小于8h/d，建議半年檢測一次；工作時間在8～12h/d，建議三個月檢測一次；工作時間在12～16h/d，建議兩個月檢測一次；工作時間大于16h/d，建議每月檢測一次[7]。