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套，是擠奶系統中非常重要的部件，并且是唯一與被擠奶動物直接接觸的部件。其設計、材質和與乳頭的匹配度都會影響擠奶性能。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。通過闡述奶襯在機器擠奶中的作用，奶襯材料的選擇以及相關法律法規，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

機器擠奶的歷史沿革伴隨著奶襯的發展。19世紀早期人類發明了機器擠奶。擠奶機器由真空驅動，奶襯在脈動的作用下，模仿小牛吮吸乳頭的動作進行擠奶。這種技術與現代的擠奶機器工作原理大致相同，但對被擠奶動物的要求比100 年前要高出許多。隨著人們對奶牛的不斷改良，擠奶技術也在過去的1 個世紀有了長足的發展。100 年前，每頭奶牛每天僅僅能產出5 kg甚至以下的牛奶，而現在每頭奶牛每天可以生產40～50 kg，甚至高于60 kg的牛奶。產奶量的變化必然導致擠奶機器不斷改進，特別是要求奶襯能夠更好更快地完成擠奶。

奶襯技術發展至今，已經可以實現有效擠奶。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物非常舒適，不躁動并且乳頭的健康保持得很好；徹底是指乳房內的奶能被盡可能多地擠出來，剩奶很少；快速是指在擠奶過程中，催產素起主要作用，主動把奶從腺泡組織中擠壓出來，而不是通過真空和脈動強力的抽吸把奶擠完。

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，也就是溫柔的擠奶以保護奶牛的乳頭。但并不是所有的奶襯都能實現溫柔擠奶，在選擇奶襯時要注意奶襯這方面的性能，防止因為擠奶時間過長和暴力擠奶引起的乳頭末端過度角質化。

匹配度高、設計好且材質好的奶襯能夠盡可能地減少滑杯、漏氣和掉杯現象的發生。太大的奶襯，會引起真空泄露，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病率之間有很大的相關性。在系統真空穩定的情況下，如果無滑杯漏氣，就可以減少細菌從被感染乳區傳播到未被感染的乳區，間接地減少乳房炎的發生。另一方面，如果有滑杯漏氣的情況發生，會導致4 個乳區擠奶不均衡，或某個乳區擠奶不干凈，同時影響產奶量和奶牛健康。

奶襯首先要滿足的條件是由食品級的材料制成，并獲得食品級認證，其次，應該能夠抵抗熱水和常規清洗酸堿水的腐蝕，至少能夠堅持2 500 次擠奶，且在此期間不會產生裂紋，變形變性，異味等。

1 奶襯在機器擠奶中的作用

1.1 機器擠奶的工作原理

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

真空泵持續不斷地把系統中的空氣排出形成負壓，負壓的大小也叫真空水平或真空度。真空調節系統則可以保證真空度在一個恒定的、穩定的并合適的水平，以保證擠奶正常進行。

1.2 真空度在高低輸奶管道的設置和對擠奶速度的要求

如果是低位管道，真空度應設置在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稍微提高，高位管道真空度應該設置在48 kPa左右。系統真空度的設置根本目的是為了保證奶襯內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，杯組會掉落或擠奶速度過慢導致在杯時間太長；如果真空度過高，杯組會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 奶襯運動

實現機器擠奶最主要的方面是“奶襯運動”，也就是奶襯會根據一定的時間比例張開和閉合。這其實就是模仿小牛的吮吸動作，把牛奶從乳池中吸取出來。當奶襯張開時，因為真空的作用，牛奶會被吸出來，此階段叫擠奶項。擠奶項過后就是按摩項，此時奶襯閉合，按摩乳頭使血液和組織液回流，并給乳房一些時間蓄積牛奶。“奶襯運動”是被一個叫做脈動器的設備控制。脈動器會在真空和大氣間切換。當奶襯內外都是真空時，奶襯張開，形成擠奶項，牛奶流出。當脈動器允許大氣進入，此時奶襯外是大氣壓，奶襯內是真空負壓，奶襯就閉合，形成按摩項，給乳頭提供按摩，保證乳頭的血液循環，預防乳頭充血水腫或出現出血點，進而避免奶牛疼痛不愿意被擠奶。

1.4 奶杯組的設計

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硬材質的外殼（以下簡稱鋼杯）、奶襯和脈動系統組成。奶杯組的設計必須符合奶襯運動的需要，集乳器的容積要足夠承接一定量的牛奶，并及時把牛奶輸送出去。整個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，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”，但這些杯組因為太重，對于女性擠奶工首先是不合適的，其次，沒有任何研究或報告指出較重的杯組就比輕的杯組好。

1.5 奶襯的設計

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

奶襯唇腔和唇口是根據乳頭的大小不同而設計的。設計合理的奶襯唇口可以很好地與乳頭基部貼合，使得奶襯腔體內可以保持一定的真空度。設計不合理的奶襯唇腔和唇口可導致一系列的問題，例如滑杯漏氣，甚至掉杯，間接導致乳房炎的發生。

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影響擠奶性能。其閉合的地方應正好在乳頭的末端。如果在乳頭上部或中部閉合，可能就會使乳頭頂端出現出血點，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，乳頭基部會出現環狀凸起或擠完奶后乳頭變色。

奶襯的設計也應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腔，供真空和脈動切換（圖2）。

圖2 奶襯脈動系統

短奶管是奶襯主體與集乳器連接的部分，其設計也有一定的標準。當擠奶工操作或者掉杯時，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入污物污染牛奶。但短奶管同時也要足夠堅硬，能夠承受外部大氣壓和內部真空之間的壓力，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。如果其設計只關注一個性能，其它方面就會受到影響。例如，如果奶襯設計只關注滑杯漏氣，其乳頭損傷風險和剩奶量可能就會升高。

2 奶襯材料

2.1 奶襯的材質

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）既柔韌又堅硬；（2）經得起高溫水沖刷；（3）經得起酸堿清洗劑腐蝕；（4）能抵擋牛奶脂肪的滲透；（5）不會往牛奶中釋放任何化學物質；（6）經得起奶廳或牛舍可能有的腐蝕性氣體侵蝕；（7）必須能夠堅持2 500 次擠奶或半年的使用時間；（8）要有一定的保質期；（9）食品級材料；（10）能抑制細菌附著。

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。當選擇奶襯材料時，可以從以下幾個角度出發：（1）價格；（2）強度；（3）韌度；（4）對化學物質的耐受力；（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 關于奶襯的法律法規

被大家廣為接受的，與奶襯相關的法律法規有2 個——德國的聯邦風險評估協會（BfR）和美國的聯邦食品和藥物管理局（FDA）法規。

3.1 德國的聯邦風險評估協會（BfR）法規

聯邦風險評估協會（Bundesinstitut für Risikobewertung or Federal Institute of Risk Assessment，BfR）法規是聯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定。世界上許多國家沿用了這個規定。

3.2 聯邦食品和藥物管理局（FDA）法規

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

很多BfR規定不能使用的橡膠材料在FDA里面含有或者因為不同的性能而允許使用，或者相反。也就是說，兩者之間規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規定。也有很多國家兩個規定都使用。

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重要。奶襯的未來就是，既要讓奶牛享受擠奶，保護奶牛的健康，并且快速徹底地完成擠奶，又要保證牛奶產量和質量，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，而且在未來一段時間內，三葉草奶襯仍會是奶襯發展的趨勢（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，目前是亞太區售后服務和原配件控制總監，擁有瑞典皇家學院材料科學碩士學位。