擠奶機(jī)脈動(dòng)檢測(cè)中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

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(chǎng)生產(chǎn)進(jìn)入乳品加工的最后一道工序，也是影響牧場(chǎng)效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而在擠奶過(guò)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(shí)對(duì)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(dòng)常規(guī)檢測(cè)中常見(jiàn)問(wèn)題作簡(jiǎn)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(diǎn)以及同時(shí)參考農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)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(dòng)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(yú)骨式擠奶機(jī)、并列式擠奶機(jī)和轉(zhuǎn)盤(pán)式擠奶機(jī)。其中移動(dòng)式、提桶式、管道式、平面式、中置式、魚(yú)骨式等擠奶機(jī)均為牧場(chǎng)發(fā)展早期的類型，隨著牧場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，機(jī)械化水平的提高以及對(duì)原奶品質(zhì)要求愈加嚴(yán)格，新建牧場(chǎng)的擠奶機(jī)多以并列式和轉(zhuǎn)盤(pán)式為主。

1.2 擠奶機(jī)型號(hào)編號(hào)規(guī)則

根據(jù)JB/T8574-1994《農(nóng)機(jī)具產(chǎn)品型號(hào)編號(hào)規(guī)則》中對(duì)畜牧機(jī)械的規(guī)定，擠奶機(jī)型號(hào)編號(hào)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(xiě)的首字母表示，例如：移動(dòng)式-YD、提桶式-TT、管道式-GD、平面式-PM、中置式-ZZ、魚(yú)骨式-YG、并列式-BL、轉(zhuǎn)盤(pán)式-ZP等；第5位（X）代表計(jì)量方式，用拼音大寫(xiě)首字母表示：電子計(jì)量-D、瓶式計(jì)量-P，無(wú)計(jì)量方式用0表示；第6位（X）代表脫杯方式，同樣用拼音大寫(xiě)首字母表示：自動(dòng)脫杯-Z、手動(dòng)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(hào)為并列式電子計(jì)量自動(dòng)脫杯雙排48頭96杯位。

2 擠奶機(jī)的工作原理及優(yōu)勢(shì)

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(shí)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(guò)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(dòng)作需要具備以下三個(gè)部分，即真空系統(tǒng)、脈動(dòng)系統(tǒng)以及擠奶系統(tǒng)。圖2為廳式常見(jiàn)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(dòng)器、脈動(dòng)管道、長(zhǎng)脈動(dòng)管以及短脈動(dòng)管組成擠奶機(jī)脈動(dòng)系統(tǒng)部分。擠奶杯組、奶管、計(jì)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(chǔ)存系統(tǒng)，包括長(zhǎng)奶管、速冷設(shè)備、制冷罐等[3]。

圖2 常見(jiàn)擠奶機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 擠奶機(jī)的優(yōu)勢(shì)

擠奶機(jī)在工作中主要表現(xiàn)出以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

（1）節(jié)省人力，提高擠奶效率。人工擠奶每小時(shí)4～6頭，而機(jī)械擠奶每小時(shí)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(zhǎng)的形勢(shì)下，不但提高了擠奶效率，而且大大減少了人工費(fèi)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(guò)密封管道直接導(dǎo)入制冷罐，快速降低原奶溫度，整個(gè)過(guò)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(duì)穩(wěn)定，并且隨著自動(dòng)按摩乳房、自動(dòng)脫杯、牛只出奶異常情況檢測(cè)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(dòng)檢測(cè)常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

經(jīng)過(guò)近三年對(duì)山東地區(qū)牧場(chǎng)進(jìn)行“擠奶機(jī)脈動(dòng)常規(guī)檢測(cè)”服務(wù)，先后檢測(cè)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(jiàn)的問(wèn)題有：設(shè)備原件老化、壓力不準(zhǔn)或不穩(wěn)、脈動(dòng)頻率比率失調(diào)、關(guān)鍵設(shè)備件損壞等。針對(duì)牧場(chǎng)出現(xiàn)的這些問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)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(dòng)化水平，達(dá)到了減員增效的目的。使用真空帶式過(guò)濾機(jī)相對(duì)改造前提高了自動(dòng)化水平，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了車(chē)間環(huán)境，可減少鏟裝、倒運(yùn)硫酸銅人員16人，行車(chē)工4人，節(jié)約勞務(wù)用工成本70萬(wàn)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(dòng)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(dòng)管等橡膠件彎折時(shí)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(shí)或者使用的配件質(zhì)量較差。如果長(zhǎng)期使用該類原件會(huì)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(shí)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(dòng)管理論上一年更換一次，但在實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)損壞情況及時(shí)更換。

3.2 壓力表顯示壓力值與儀器檢測(cè)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(shí)際測(cè)定末端壓力為46kPa，高于設(shè)定值4kPa。

表1 某規(guī)?；翀?chǎng)奶廳擠奶機(jī)脈動(dòng)及壓力檢測(cè)報(bào)告

此問(wèn)題往往是壓力表使用年限較長(zhǎng)更換不及時(shí)所造成。如果設(shè)備長(zhǎng)期在高真空壓力下運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致每一個(gè)脈動(dòng)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(guò)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(guò)高導(dǎo)致的乳頭外凸

圖7 過(guò)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(shí)對(duì)壓力表進(jìn)行檢測(cè)和校準(zhǔn)，如果出現(xiàn)差異較大時(shí)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(chǎng)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(dòng)管壓力不一致

圖8 儀器檢測(cè)擠奶杯壓力

由圖8可見(jiàn)，同一擠奶杯組兩側(cè)脈動(dòng)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(guò)±2kPa。其中原因多為一側(cè)脈動(dòng)管損壞漏氣或者脈動(dòng)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(zhǎng)時(shí)間。

圖9 脈動(dòng)管損壞

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

3.4 各擠奶杯組脈動(dòng)頻率差異大

由表2可見(jiàn)，該牧場(chǎng)奶廳擠奶機(jī)不同杯組脈動(dòng)頻率均存在差異，杯組2和杯組3差值比例在15%以上，同時(shí)每個(gè)杯組對(duì)應(yīng)的B相（奶襯張開(kāi)時(shí)間）、D相（奶襯閉合時(shí)間）均出現(xiàn)較大變化。

表2 某規(guī)?；翀?chǎng)奶廳擠奶機(jī)不同杯組脈動(dòng)頻率檢測(cè)報(bào)告

該現(xiàn)象多見(jiàn)于早期擠奶機(jī)配置的“氣阻尼式脈動(dòng)”，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(huì)出現(xiàn)脈動(dòng)頻率異常，導(dǎo)致在擠奶時(shí)同一頭牛早晚擠奶處在不同的杯位上對(duì)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(shí)已經(jīng)設(shè)定了運(yùn)行時(shí)的脈動(dòng)頻率范圍，保證脈動(dòng)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(guò)程中，要保持脈動(dòng)器清潔，定期清洗脈動(dòng)器過(guò)濾網(wǎng)；在更換氣阻式脈動(dòng)器時(shí)，不可放在水中清洗，以免造成節(jié)流孔或換氣室進(jìn)水；對(duì)于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)且脈動(dòng)頻率差異性較大的奶廳設(shè)備，建議更換為電子脈動(dòng)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(dòng)儀器檢測(cè)時(shí)屏幕顯示“COINCIDENT PHASES!”同步脈動(dòng)階段，導(dǎo)致一個(gè)擠奶杯組的四個(gè)奶杯同步工作，致使奶牛的四個(gè)乳區(qū)同時(shí)出奶。該問(wèn)題多出現(xiàn)在“一拖二”類型的脈動(dòng)器上（圖10）。在連接脈動(dòng)管時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤連接，左右或前后對(duì)稱的擠奶杯組連接了相同的脈動(dòng)氣孔。由于各乳區(qū)不能交替泌乳和休息，會(huì)引起奶牛應(yīng)激，但在擠奶過(guò)程中由于對(duì)擠奶時(shí)間影響不明顯，所以不宜被發(fā)現(xiàn)。

圖10 一拖二電脈動(dòng)器

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

圖11 人工檢測(cè)擠奶杯中的壓力頻率

圖12 一拖二脈動(dòng)器正確連接方式

3.6 同一擠奶杯組一側(cè)無(wú)脈動(dòng)

這種情況表現(xiàn)為儀器檢測(cè)同一擠奶機(jī)杯組，一側(cè)有脈動(dòng)另一側(cè)無(wú)脈動(dòng)，對(duì)稱偏差100%（表3），用兩個(gè)大拇指插入對(duì)應(yīng)的奶杯中一側(cè)奶襯張開(kāi)閉合正常，另一側(cè)奶襯不能完全張開(kāi)或不張開(kāi)。

表3 某規(guī)?；翀?chǎng)奶廳擠奶機(jī)同一機(jī)組脈動(dòng)頻率檢測(cè)報(bào)告

此種情況多為脈動(dòng)器內(nèi)部芯片異常或脈動(dòng)腔異物導(dǎo)致一側(cè)脈動(dòng)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(kāi)，無(wú)法產(chǎn)生吸力，致乳房中的奶不能外流。在擠奶過(guò)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(wèn)題杯組的產(chǎn)量遠(yuǎn)低于其他杯組。

圖13 脈動(dòng)器通氣孔堵塞

圖14 脈動(dòng)器拆檢

解決方案：正常脈動(dòng)杯組中脈動(dòng)頻率的偏差要求小于5%，一旦檢測(cè)時(shí)出現(xiàn)偏差過(guò)大且該杯組出奶較慢或者明顯出奶少的，要將該杯組對(duì)應(yīng)的脈動(dòng)器進(jìn)行拆檢（圖14），查看脈動(dòng)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(chǎng)可在脈動(dòng)主管道進(jìn)氣管的頂端安裝空氣過(guò)濾裝置（圖15），防止異物進(jìn)入脈動(dòng)腔。

圖15 脈動(dòng)管道空氣過(guò)濾裝置

3.7 脈動(dòng)比率倒置

正常擠奶機(jī)的脈動(dòng)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(chǎng)檢測(cè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)脈動(dòng)比率倒置的現(xiàn)象（表4）。該種情況出現(xiàn)時(shí)，A+B相（奶襯張開(kāi)）時(shí)間縮短，C+D相（奶襯閉合）時(shí)間延長(zhǎng)，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(shí)間延長(zhǎng)。 其原因主要為脈動(dòng)總控制器比率設(shè)定錯(cuò)誤或者線路連接錯(cuò)誤（圖16、圖17）。

表4 某規(guī)模化牧場(chǎng)奶廳擠奶機(jī)脈動(dòng)及壓力檢測(cè)報(bào)告

圖16 脈動(dòng)總控制器外部

圖17 脈動(dòng)總控制器內(nèi)部

解決方案：如果是脈動(dòng)比率設(shè)定錯(cuò)誤，需要調(diào)整到合理的比率值；如果是線路連接錯(cuò)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(chǎng)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(chǎng)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(duì)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(gè)好的擠奶工不但要學(xué)會(huì)使用機(jī)器，重點(diǎn)還要學(xué)會(huì)觀察機(jī)器是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及在擠奶過(guò)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(dòng)器的脈動(dòng)頻率和脈動(dòng)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(shí)間，需要對(duì)脈動(dòng)器進(jìn)行定期的檢查保養(yǎng)。擠奶機(jī)工作時(shí)間小于8h/d，建議半年檢測(cè)一次；工作時(shí)間在8～12h/d，建議三個(gè)月檢測(cè)一次；工作時(shí)間在12～16h/d，建議兩個(gè)月檢測(cè)一次；工作時(shí)間大于16h/d，建議每月檢測(cè)一次[7]。