奶襯對擠奶的重要性

文/Axel Elfgren 譯/趙玲玲

（利拉伐）

奶襯對擠奶的重要性

文/Axel Elfgren 譯/趙玲玲

（利拉伐）

奶襯也被稱為奶杯內(nèi)套，是擠奶系統(tǒng)中非常重要的部件，并且是唯一與被擠奶動(dòng)物直接接觸的部件。其設(shè)計(jì)、材質(zhì)和與乳頭的匹配度都會(huì)影響擠奶性能。好的奶襯可以減少在擠奶期間真空對奶牛乳頭的損傷，提供合適的按摩，最終起到溫柔、徹底、快速地完成擠奶的作用。通過闡述奶襯在機(jī)器擠奶中的作用，奶襯材料的選擇以及相關(guān)法律法規(guī)，說明奶襯對擠奶的重要性。

奶襯；有效擠奶；橡膠材料；食品級；耐酸堿；延展性

機(jī)器擠奶的歷史沿革伴隨著奶襯的發(fā)展。19世紀(jì)早期人類發(fā)明了機(jī)器擠奶。擠奶機(jī)器由真空驅(qū)動(dòng)，奶襯在脈動(dòng)的作用下，模仿小牛吮吸乳頭的動(dòng)作進(jìn)行擠奶。這種技術(shù)與現(xiàn)代的擠奶機(jī)器工作原理大致相同，但對被擠奶動(dòng)物的要求比100 年前要高出許多。隨著人們對奶牛的不斷改良，擠奶技術(shù)也在過去的1 個(gè)世紀(jì)有了長足的發(fā)展。100 年前，每頭奶牛每天僅僅能產(chǎn)出5 kg甚至以下的牛奶，而現(xiàn)在每頭奶牛每天可以生產(chǎn)40～50 kg，甚至高于60 kg的牛奶。產(chǎn)奶量的變化必然導(dǎo)致擠奶機(jī)器不斷改進(jìn)，特別是要求奶襯能夠更好更快地完成擠奶。

奶襯技術(shù)發(fā)展至今，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)有效擠奶。所謂有效擠奶，是指溫柔、徹底、快速地完成擠奶。溫柔是指在擠奶過程中被擠奶動(dòng)物非常舒適，不躁動(dòng)并且乳頭的健康保持得很好；徹底是指乳房內(nèi)的奶能被盡可能多地?cái)D出來，剩奶很少；快速是指在擠奶過程中，催產(chǎn)素起主要作用，主動(dòng)把奶從腺泡組織中擠壓出來，而不是通過真空和脈動(dòng)強(qiáng)力的抽吸把奶擠完。

市面上有很多類型的奶襯可以滿足不同的要求，比如有些大型的牧場追求擠奶速度，有些牧場追求擠奶徹底干凈，但無論如何，都要保證擠奶過程中的舒適性，減少奶牛的躁動(dòng)，也就是溫柔的擠奶以保護(hù)奶牛的乳頭。但并不是所有的奶襯都能實(shí)現(xiàn)溫柔擠奶，在選擇奶襯時(shí)要注意奶襯這方面的性能，防止因?yàn)閿D奶時(shí)間過長和暴力擠奶引起的乳頭末端過度角質(zhì)化。

匹配度高、設(shè)計(jì)好且材質(zhì)好的奶襯能夠盡可能地減少滑杯、漏氣和掉杯現(xiàn)象的發(fā)生。太大的奶襯，會(huì)引起真空泄露，太小的奶襯，過度擠壓乳頭，使奶牛疼痛不愿意被擠奶。而且滑杯漏氣和乳房炎發(fā)病率之間有很大的相關(guān)性。在系統(tǒng)真空穩(wěn)定的情況下，如果無滑杯漏氣，就可以減少細(xì)菌從被感染乳區(qū)傳播到未被感染的乳區(qū)，間接地減少乳房炎的發(fā)生。另一方面，如果有滑杯漏氣的情況發(fā)生，會(huì)導(dǎo)致4 個(gè)乳區(qū)擠奶不均衡，或某個(gè)乳區(qū)擠奶不干凈，同時(shí)影響產(chǎn)奶量和奶牛健康。

奶襯首先要滿足的條件是由食品級的材料制成，并獲得食品級認(rèn)證，其次，應(yīng)該能夠抵抗熱水和常規(guī)清洗酸堿水的腐蝕，至少能夠堅(jiān)持2 500 次擠奶，且在此期間不會(huì)產(chǎn)生裂紋，變形變性，異味等。

1 奶襯在機(jī)器擠奶中的作用

1.1 機(jī)器擠奶的工作原理

機(jī)器擠奶是把乳房內(nèi)的奶榨取出來，并通過真空和重力的作用在管道中運(yùn)送。乳房內(nèi)的奶如何才能被榨取出來呢？對于奶牛來說，乳房內(nèi)要有壓力才能使牛奶流出并匯集到乳房中央乳池，然后通過真空負(fù)壓使中央乳池的牛奶流出乳頭進(jìn)入杯組和管道。

真空泵持續(xù)不斷地把系統(tǒng)中的空氣排出形成負(fù)壓，負(fù)壓的大小也叫真空水平或真空度。真空調(diào)節(jié)系統(tǒng)則可以保證真空度在一個(gè)恒定的、穩(wěn)定的并合適的水平，以保證擠奶正常進(jìn)行。

1.2 真空度在高低輸奶管道的設(shè)置和對擠奶速度的要求

如果是低位管道，真空度應(yīng)設(shè)置在42 kPa，如果要求擠奶速度快，在保證奶牛健康的前提下可以適當(dāng)稍微提高，高位管道真空度應(yīng)該設(shè)置在48 kPa左右。系統(tǒng)真空度的設(shè)置根本目的是為了保證奶襯內(nèi)的真空度在合適的水平，即在溫柔、徹底和快速擠奶間尋求平衡。所以牧場一旦選擇更換其它品牌或類型的奶襯，更換之后一定要測試奶襯或杯組內(nèi)的真空度，以保證擠奶效率和奶牛健康。

真空也能保證奶襯可以和乳頭很好的接觸。如果真空度太低，杯組會(huì)掉落或擠奶速度過慢導(dǎo)致在杯時(shí)間太長；如果真空度過高，杯組會(huì)往乳房上爬升或空吸乳頭無奶流出。所以真空度過低或過高都會(huì)對奶牛乳頭造成損傷。合適的真空度，可以使奶襯和乳頭很好的貼合，給乳頭提供合適的按摩力度。

圖1 奶襯分解圖

1.3 奶襯運(yùn)動(dòng)

實(shí)現(xiàn)機(jī)器擠奶最主要的方面是“奶襯運(yùn)動(dòng)”，也就是奶襯會(huì)根據(jù)一定的時(shí)間比例張開和閉合。這其實(shí)就是模仿小牛的吮吸動(dòng)作，把牛奶從乳池中吸取出來。當(dāng)奶襯張開時(shí)，因?yàn)檎婵盏淖饔茫Ｄ虝?huì)被吸出來，此階段叫擠奶項(xiàng)。擠奶項(xiàng)過后就是按摩項(xiàng)，此時(shí)奶襯閉合，按摩乳頭使血液和組織液回流，并給乳房一些時(shí)間蓄積牛奶。“奶襯運(yùn)動(dòng)”是被一個(gè)叫做脈動(dòng)器的設(shè)備控制。脈動(dòng)器會(huì)在真空和大氣間切換。當(dāng)奶襯內(nèi)外都是真空時(shí)，奶襯張開，形成擠奶項(xiàng)，牛奶流出。當(dāng)脈動(dòng)器允許大氣進(jìn)入，此時(shí)奶襯外是大氣壓，奶襯內(nèi)是真空負(fù)壓，奶襯就閉合，形成按摩項(xiàng)，給乳頭提供按摩，保證乳頭的血液循環(huán)，預(yù)防乳頭充血水腫或出現(xiàn)出血點(diǎn)，進(jìn)而避免奶牛疼痛不愿意被擠奶。

1.4 奶杯組的設(shè)計(jì)

奶杯組是由收集牛奶的集乳器、套在奶襯外部的鋼制或其它堅(jiān)硬材質(zhì)的外殼（以下簡稱鋼杯）、奶襯和脈動(dòng)系統(tǒng)組成。奶杯組的設(shè)計(jì)必須符合奶襯運(yùn)動(dòng)的需要，集乳器的容積要足夠承接一定量的牛奶，并及時(shí)把牛奶輸送出去。整個(gè)奶杯組的重量要能夠提高擠奶的性能，并且符合人體工程學(xué)，便于擠奶工操作。牧場曾一度追求較重的杯組或者所謂的“重型杯組”，但這些杯組因?yàn)樘兀瑢τ谂詳D奶工首先是不合適的，其次，沒有任何研究或報(bào)告指出較重的杯組就比輕的杯組好。

1.5 奶襯的設(shè)計(jì)

圖1是奶襯分解圖。奶襯雖然看起來比較簡單，僅僅是擠奶環(huán)節(jié)很小的部件，也包含不同的部分。

奶襯唇腔和唇口是根據(jù)乳頭的大小不同而設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)合理的奶襯唇口可以很好地與乳頭基部貼合，使得奶襯腔體內(nèi)可以保持一定的真空度。設(shè)計(jì)不合理的奶襯唇腔和唇口可導(dǎo)致一系列的問題，例如滑杯漏氣，甚至掉杯，間接導(dǎo)致乳房炎的發(fā)生。

奶襯腔體部分要適用于牧場大部分的乳頭，腔體是在按摩期間閉合提供按摩的部分，這是選擇奶襯主要參考的地方。腔體的長度、直徑、壁的厚度和材料的選擇都會(huì)影響擠奶性能。其閉合的地方應(yīng)正好在乳頭的末端。如果在乳頭上部或中部閉合，可能就會(huì)使乳頭頂端出現(xiàn)出血點(diǎn)，并且使奶牛不舒服而無奶流出。奶襯腔體的直徑也影響擠奶性能，直徑過大，真空上竄，引起唇腔真空度升高，乳頭基部會(huì)出現(xiàn)環(huán)狀凸起或擠完奶后乳頭變色。

奶襯的設(shè)計(jì)也應(yīng)該能夠很好地和鋼杯匹配，形成完全封閉的空間也就是脈動(dòng)腔，供真空和脈動(dòng)切換（圖2）。

圖2 奶襯脈動(dòng)系統(tǒng)

短奶管是奶襯主體與集乳器連接的部分，其設(shè)計(jì)也有一定的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)擠奶工操作或者掉杯時(shí)，由于鋼杯和奶襯的重量，短奶管可以彎折，以封閉真空，防止吸入空氣消耗真空或進(jìn)入污物污染牛奶。但短奶管同時(shí)也要足夠堅(jiān)硬，能夠承受外部大氣壓和內(nèi)部真空之間的壓力，而不至于被壓扁。所以短奶管既要足夠堅(jiān)硬又要很靈活便于擠奶工操作。

好的奶襯必須在滑杯漏氣、擠奶速度、使用壽命、乳頭健康和剩奶量等之間尋求最佳平衡。如果其設(shè)計(jì)只關(guān)注一個(gè)性能，其它方面就會(huì)受到影響。例如，如果奶襯設(shè)計(jì)只關(guān)注滑杯漏氣，其乳頭損傷風(fēng)險(xiǎn)和剩奶量可能就會(huì)升高。

2 奶襯材料

2.1 奶襯的材質(zhì)

所有的奶襯都是由高分子聚合物制成。高分子聚合物是由長鏈分子和其它復(fù)合物組成。該聚合物一般指的是塑料或橡膠。用于奶襯制作的聚合物有其特殊性，且含有很多性能：（1）既柔韌又堅(jiān)硬；（2）經(jīng)得起高溫水沖刷；（3）經(jīng)得起酸堿清洗劑腐蝕；（4）能抵擋牛奶脂肪的滲透；（5）不會(huì)往牛奶中釋放任何化學(xué)物質(zhì)；（6）經(jīng)得起奶廳或牛舍可能有的腐蝕性氣體侵蝕；（7）必須能夠堅(jiān)持2 500 次擠奶或半年的使用時(shí)間；（8）要有一定的保質(zhì)期；（9）食品級材料；（10）能抑制細(xì)菌附著。

普通的奶襯一般是由天然橡膠或合成橡膠制成。天然橡膠來自橡膠樹，比較普遍應(yīng)用于制作食品級橡膠物料，例如奶襯。這種材料使用壽命長，延展性好，但是脂肪類較易滲入其中。人工合成的橡膠材料有：丁苯橡膠（SBR）；腈基丁二烯橡膠（NBR）；三元乙丙橡膠（EPDM）；硅膠（Silicone Rubber）。

2.2 奶襯材料的選擇

人工合成的橡膠和天然橡膠相比有利有弊。當(dāng)選擇奶襯材料時(shí)，可以從以下幾個(gè)角度出發(fā)：（1）價(jià)格；（2）強(qiáng)度；（3）韌度；（4）對化學(xué)物質(zhì)的耐受力；（5）對高溫的耐受力；（6）對乳脂肪的耐受力；另外，除了橡膠之外，奶襯中還需要加入其它材料來滿足擠奶性能。

3 關(guān)于奶襯的法律法規(guī)

被大家廣為接受的，與奶襯相關(guān)的法律法規(guī)有2 個(gè)——德國的聯(lián)邦風(fēng)險(xiǎn)評估協(xié)會(huì)（BfR）和美國的聯(lián)邦食品和藥物管理局（FDA）法規(guī)。

3.1 德國的聯(lián)邦風(fēng)險(xiǎn)評估協(xié)會(huì)（BfR）法規(guī)

聯(lián)邦風(fēng)險(xiǎn)評估協(xié)會(huì)（Bundesinstitut für Risikobewertung or Federal Institute of Risk Assessment，BfR）法規(guī)是聯(lián)邦德國對奶襯和與牛奶接觸的其它橡膠件中所含的材料做出的規(guī)定。世界上許多國家沿用了這個(gè)規(guī)定。

3.2 聯(lián)邦食品和藥物管理局（FDA）法規(guī)

聯(lián)邦食品和藥物管理局（Federal Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）法規(guī)是美國針對食品和藥品的規(guī)定。其對奶襯和所有與牛奶接觸的橡膠材料都做出了規(guī)定。

很多BfR規(guī)定不能使用的橡膠材料在FDA里面含有或者因?yàn)椴煌男阅芏试S使用，或者相反。也就是說，兩者之間規(guī)定的制作橡膠的工藝和配方是不同的，其性能也就不同。世界上許多國家也沿用了這個(gè)規(guī)定。也有很多國家兩個(gè)規(guī)定都使用。

4 奶襯的未來

奶襯既要滿足不同的擠奶需要，又要使用合適的材料，所以奶襯的選擇就變得至關(guān)重要。奶襯的未來就是，既要讓奶牛享受擠奶，保護(hù)奶牛的健康，并且快速徹底地完成擠奶，又要保證牛奶產(chǎn)量和質(zhì)量，使牧場盈利。利拉伐三葉草奶襯不僅可以滿足以上所有條件，而且在未來一段時(shí)間內(nèi)，三葉草奶襯仍會(huì)是奶襯發(fā)展的趨勢（圖3）。

圖3 三葉草奶襯橫截面

2017-03-29）

Axel Elfgren，瑞典人，曾就職于利拉伐全球、利拉伐日本和利拉伐瑞典，目前是亞太區(qū)售后服務(wù)和原配件控制總監(jiān)，擁有瑞典皇家學(xué)院材料科學(xué)碩士學(xué)位。