機械化擠奶設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

摘 要：在我國奶牛養(yǎng)殖中，機械化擠奶成套設(shè)備的應(yīng)用比重日益擴大，并且隨著規(guī)模化程度的提高，各種生產(chǎn)成本不斷上升，擠奶裝備的技術(shù)與需求趨勢正向著多元化、仿生化、自動化、規(guī)范化、成本低廉化等多方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機械化擠奶；規(guī)模化養(yǎng)殖；發(fā)展；趨勢

中圖分類號：F4264 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.08.005

作者簡介：吳澤全（1977-），男，河北三河人，高級工程師，E-mail：4003420@qq.com。

1 概述

近年來，我國人民生活水平逐年提高，對牛奶制品數(shù)量與品質(zhì)的需求也隨之顯著增長。為應(yīng)對牛奶需求的增加，標準化、規(guī)模化、集約化、現(xiàn)代化養(yǎng)殖成為奶牛養(yǎng)殖發(fā)展趨勢和目標。2015年全國奶牛總存欄量1369萬頭，較往年有所下降，但其中100頭以上的集中養(yǎng)殖比重卻有所上升，占比達到48%左右。且隨著養(yǎng)殖模式的轉(zhuǎn)型升級加快，現(xiàn)代奶業(yè)格局的初步形成，全混合日糧、信息化智能化作業(yè)與管理系統(tǒng)等裝備獲得廣泛應(yīng)用，機械化擠奶率已達到90%以上。盡管養(yǎng)殖技術(shù)發(fā)展迅猛，但與發(fā)達國家相比，我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模化發(fā)展仍然任重道遠。

規(guī)模化奶牛場的發(fā)展瓶頸一般在于設(shè)備與管理。其中機械化擠奶設(shè)備的發(fā)展，對擠奶工人工作環(huán)境的改善、勞動強度的降低、勞動生產(chǎn)率的提高、奶牛個體產(chǎn)量和牛奶品質(zhì)的提升、乳房炎發(fā)生率減少和奶牛養(yǎng)殖健康等方面，起著非常重要的作用。擠奶機械化程度高低已成為衡量現(xiàn)代規(guī)模化奶牛場發(fā)展水平的重要考量指標[1]。

2 機械化擠奶設(shè)備主要構(gòu)成

機械化擠奶設(shè)備的主要構(gòu)成一般包括五部分：真空系統(tǒng)、脈動系統(tǒng)、奶系統(tǒng)、擠奶單元、清洗與奶冷卻設(shè)備[2]。擠奶設(shè)備按種類劃分主要有提桶式、管道式、魚骨式、轉(zhuǎn)盤式、并列式、中置式、平面式、全自動擠奶機器人等形式。根據(jù)中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)信息研究所“2012年全國15省（市、區(qū)）規(guī)模奶牛場生產(chǎn)管理狀況調(diào)查報告”所述，各類擠奶設(shè)備應(yīng)用比例大致為：轉(zhuǎn)盤式擠奶設(shè)備占8%，并列式擠奶設(shè)備占38%，管道式擠奶設(shè)備占28%，魚骨式擠奶設(shè)備占26%。而先進的擠奶機器人或者全自動擠奶系統(tǒng)，盡管自動化、智能化水平更高，代表未來擠奶技術(shù)發(fā)展趨勢，但受成本、操作人員水平、配套設(shè)施、養(yǎng)殖模式等因素限制，現(xiàn)在只有利拉伐、韋斯伐里亞、SAC、茵賽特等幾家公司在國內(nèi)個別奶牛場進行了應(yīng)用示范。

3 機械化擠奶設(shè)備發(fā)展方向

當前，隨著養(yǎng)殖成本的提高，環(huán)境保護意識日益增強，擠奶裝備的技術(shù)與需求趨勢正向著規(guī)范化、自動化、多元化、仿生化、低碳環(huán)保、成本低廉化等多個方向發(fā)展[3]。

（1）擠奶設(shè)備向著多元化發(fā)展。國內(nèi)對擠奶設(shè)備的研發(fā)起步較晚，且進展一直較為緩慢。直到20世紀70年代，美國、日本、瑞典、荷蘭、以色列、新西蘭、丹麥等國家的先進擠奶設(shè)備和技術(shù)開始被引入國內(nèi)，并逐漸普及。在引進消化吸收的基礎(chǔ)上，一系列適合我國國情的中小型擠奶設(shè)備，被多家研發(fā)單位和生產(chǎn)企業(yè)先后自主設(shè)計和研制出來。在經(jīng)過30多年的發(fā)展后，類型逐漸增多，品類也涉及擠奶與養(yǎng)殖的方方面面，就擠奶工作模式來說可分為提桶式、管道式、計量瓶式、奶氣分離式等，就擠奶布局來說可分為魚骨式、轉(zhuǎn)盤式、并列式、中置式、平面式等等，工作性能不斷改善，技術(shù)水平也不短提高，基本實現(xiàn)了不同規(guī)模和不同類型奶牛場的生產(chǎn)需求。

（2）擠奶裝備向著仿生化發(fā)展。機械化擠奶的關(guān)鍵部件是擠奶電子脈動器，電子脈動器的仿生化設(shè)計是目前擠奶設(shè)備研發(fā)的一個熱點，擠奶的仿生定義不一而足，但萬變不離其宗，基本上就是通過自動調(diào)節(jié)脈動比率、脈動頻率、真空壓力和脫杯時間等擠奶參數(shù)，建立一個擠奶前刺激按摩、擠奶過程中刺激按摩、擠奶結(jié)束后刺激按摩機制，通過一種或多種按摩結(jié)合，并根據(jù)適當?shù)哪膛€體數(shù)據(jù)和歷史擠奶數(shù)據(jù)，以期最大限度地模擬犢牛自然吸吮規(guī)律，實現(xiàn)奶牛的全自然生理狀態(tài)下的擠奶生產(chǎn)。大量的研究、實驗和生產(chǎn)實踐與數(shù)據(jù)表明，仿生擠奶技術(shù)的應(yīng)用，可大幅度降低奶牛乳房炎發(fā)生概率，顯著提升奶牛生殖健康，提高奶牛產(chǎn)奶量。當前以韋斯伐利亞、利拉伐、博美特和優(yōu)利農(nóng)為代表的國際先進擠奶設(shè)備廠商，基于各自的仿生擠奶理論，實現(xiàn)了多種仿生擠奶模式，開發(fā)了一系列仿生擠奶脈動系統(tǒng)。國內(nèi)的研究單位和生產(chǎn)廠家在仿生擠奶技術(shù)研發(fā)方面仍然有很長的路要走[4]。

（3）擠奶設(shè)備向精準化、自動化、智能化發(fā)展。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)，尤其是機器人技術(shù)的發(fā)展和進步，國內(nèi)外的研發(fā)重點開始轉(zhuǎn)向奶牛場養(yǎng)殖的全程自動化、智能化、信息化、福利化等技術(shù)方向。對于擠奶生產(chǎn)，在國外發(fā)達國家，全自動的擠奶機器人已經(jīng)普及應(yīng)用，這種設(shè)備不僅能實現(xiàn)擠奶、清洗、分流、貯藏過程的24 h無人值守作業(yè)，并可完成在線計量統(tǒng)計、檢測牛奶品質(zhì)和乳房炎；對于奶牛飼喂，通過TMR飼喂機器人、飼草推送機器人和犢牛智能飲奶站的應(yīng)用，實現(xiàn)了針對個體奶牛的按需求、按時段的自動精確飼喂[5]；對于牛舍內(nèi)環(huán)境控制，通過牛舍自動清潔機器人、基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境智能調(diào)控系統(tǒng)的應(yīng)用，為奶牛提供了福利化的生活與生產(chǎn)環(huán)境；對于牛場管理與經(jīng)營，通過全面的社會化分工服務(wù)體系與先進的牧場管理系統(tǒng)，結(jié)合奶牛計步、心跳、體溫等發(fā)情監(jiān)測傳感器，融合健康、飼喂、產(chǎn)量、生產(chǎn)等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對牛場管理的智能化牛群分組、生產(chǎn)評估、生產(chǎn)管理、養(yǎng)殖決策等。

（4）擠奶設(shè)備相關(guān)檢測系統(tǒng)向規(guī)范化、標準化發(fā)展。當前由于一些擠奶設(shè)備適用性不高，配件質(zhì)量參差不齊，加之擠奶和清洗流程不當，造成牛奶產(chǎn)量降低，品質(zhì)下降，甚至導致奶牛乳房和乳頭損壞，乳房炎頻發(fā)，養(yǎng)殖用戶損失巨大。國際ISO組織制定了《Milking machine installations》（《擠奶設(shè)備》）一系列標準，我國也已經(jīng)將此標準引用為國家標準。標準中對擠奶設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能都做了規(guī)定，其中檢測內(nèi)容主要有，在脈動性能方面，主要檢測包括脈動比率、脈動頻率、脈動時相等；在真空泵性能方面，主要檢測真空度、真空儲備量、排氣口氣壓等；在管路性能方面，主要檢測真空降、泄漏量等。這些標準的頒布實施，實現(xiàn)了對擠奶設(shè)備性能、質(zhì)量的標準化、規(guī)范化檢測和鑒定，約束了國內(nèi)的擠奶設(shè)備廠家生產(chǎn)和設(shè)備用戶的使用，為維護用戶合法權(quán)益，促進奶牛的福利健康可持續(xù)養(yǎng)殖，保障食品安全，起到了重要作用[6]。

（5）擠奶設(shè)備向成本低廉化發(fā)展。目前國內(nèi)擠奶成套設(shè)備價格仍然過于高昂，主要是脈動器、奶計量裝置、脫杯裝置等擠奶設(shè)備關(guān)鍵部件的核心技術(shù)掌握在國外企業(yè)手中，導致有大量的中小型奶牛場無法完全實現(xiàn)機械化擠奶，限制了產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。近幾年，牛奶價格不漲反降，人工成本、飼料成本不斷上漲，大大限制了用戶對機械化擠奶設(shè)備的資金投入。因此在保證設(shè)備質(zhì)量的基礎(chǔ)上，降低設(shè)備投入成本，提高性價比，成為擠奶設(shè)備的一個發(fā)展方向。這不僅需要國家的政策扶持、購機補貼，還需要牛場用戶管理意識及技術(shù)水平的提高，更需要國內(nèi)擠奶設(shè)備研發(fā)單位和生產(chǎn)廠家立足自主創(chuàng)新，努力實現(xiàn)擠奶關(guān)鍵部件與核心設(shè)備的的國產(chǎn)化。

參考文獻：

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[3] 吳澤全. 擠奶脈動測試儀設(shè)計[D].長春：吉林大學，2014.

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[5] 葉巖，張麗，鄧紅.自動犢牛飼喂器設(shè)計研究[J].農(nóng)機使用與維修，2016（9）：7-10.

[6] 李小明，金紅偉，高振江，等.目前國內(nèi)在用擠奶機的ISO檢測與結(jié)果評價[J]. 中國奶牛，2016，317（9）：53-59.