機(jī)械化擠奶設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)

摘 要：在我國(guó)奶牛養(yǎng)殖中，機(jī)械化擠奶成套設(shè)備的應(yīng)用比重日益擴(kuò)大，并且隨著規(guī)?；潭鹊奶岣?，各種生產(chǎn)成本不斷上升，擠奶裝備的技術(shù)與需求趨勢(shì)正向著多元化、仿生化、自動(dòng)化、規(guī)范化、成本低廉化等多方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械化擠奶；規(guī)?；B(yǎng)殖；發(fā)展；趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：F4264 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.08.005

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

1 概述

近年來(lái)，我國(guó)人民生活水平逐年提高，對(duì)牛奶制品數(shù)量與品質(zhì)的需求也隨之顯著增長(zhǎng)。為應(yīng)對(duì)牛奶需求的增加，標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；⒓s化、現(xiàn)代化養(yǎng)殖成為奶牛養(yǎng)殖發(fā)展趨勢(shì)和目標(biāo)。2015年全國(guó)奶牛總存欄量1369萬(wàn)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(dá)到48%左右。且隨著養(yǎng)殖模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)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(jī)械化擠奶率已達(dá)到90%以上。盡管養(yǎng)殖技術(shù)發(fā)展迅猛，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)奶牛養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)?；l(fā)展仍然任重道遠(yuǎn)。

規(guī)?；膛?chǎng)的發(fā)展瓶頸一般在于設(shè)備與管理。其中機(jī)械化擠奶設(shè)備的發(fā)展，對(duì)擠奶工人工作環(huán)境的改善、勞動(dòng)強(qiáng)度的降低、勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高、奶牛個(gè)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(jī)械化程度高低已成為衡量現(xiàn)代規(guī)?；膛?chǎng)發(fā)展水平的重要考量指標(biāo)[1]。

2 機(jī)械化擠奶設(shè)備主要構(gòu)成

機(jī)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(dòng)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(yú)骨式、轉(zhuǎn)盤式、并列式、中置式、平面式、全自動(dòng)擠奶機(jī)器人等形式。根據(jù)中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)信息研究所“2012年全國(guó)15?。ㄊ?、區(qū)）規(guī)模奶牛場(chǎng)生產(chǎn)管理狀況調(diào)查報(bào)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(yú)骨式擠奶設(shè)備占26%。而先進(jìn)的擠奶機(jī)器人或者全自動(dòng)擠奶系統(tǒng)，盡管自動(dòng)化、智能化水平更高，代表未來(lái)擠奶技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，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(guó)內(nèi)個(gè)別奶牛場(chǎng)進(jìn)行了應(yīng)用示范。

3 機(jī)械化擠奶設(shè)備發(fā)展方向

當(dāng)前，隨著養(yǎng)殖成本的提高，環(huán)境保護(hù)意識(shí)日益增強(qiáng)，擠奶裝備的技術(shù)與需求趨勢(shì)正向著規(guī)范化、自動(dòng)化、多元化、仿生化、低碳環(huán)保、成本低廉化等多個(gè)方向發(fā)展[3]。

（1）擠奶設(shè)備向著多元化發(fā)展。國(guó)內(nèi)對(duì)擠奶設(shè)備的研發(fā)起步較晚，且進(jìn)展一直較為緩慢。直到20世紀(jì)70年代，美國(guó)、日本、瑞典、荷蘭、以色列、新西蘭、丹麥等國(guó)家的先進(jìn)擠奶設(shè)備和技術(shù)開(kāi)始被引入國(guó)內(nèi)，并逐漸普及。在引進(jìn)消化吸收的基礎(chǔ)上，一系列適合我國(guó)國(guó)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(jì)和研制出來(lái)。在經(jīng)過(guò)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(lái)說(shuō)可分為提桶式、管道式、計(jì)量瓶式、奶氣分離式等，就擠奶布局來(lái)說(shuō)可分為魚(yú)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(shí)現(xiàn)了不同規(guī)模和不同類型奶牛場(chǎng)的生產(chǎn)需求。

（2）擠奶裝備向著仿生化發(fā)展。機(jī)械化擠奶的關(guān)鍵部件是擠奶電子脈動(dòng)器，電子脈動(dòng)器的仿生化設(shè)計(jì)是目前擠奶設(shè)備研發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)，擠奶的仿生定義不一而足，但萬(wàn)變不離其宗，基本上就是通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)脈動(dòng)比率、脈動(dòng)頻率、真空壓力和脫杯時(shí)間等擠奶參數(shù)，建立一個(gè)擠奶前刺激按摩、擠奶過(guò)程中刺激按摩、擠奶結(jié)束后刺激按摩機(jī)制，通過(guò)一種或多種按摩結(jié)合，并根據(jù)適當(dāng)?shù)哪膛€(gè)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(shí)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(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)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(dāng)前以韋斯伐利亞、利拉伐、博美特和優(yōu)利農(nóng)為代表的國(guó)際先進(jìn)擠奶設(shè)備廠商，基于各自的仿生擠奶理論，實(shí)現(xiàn)了多種仿生擠奶模式，開(kāi)發(fā)了一系列仿生擠奶脈動(dòng)系統(tǒng)。國(guó)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(zhǎng)的路要走[4]。

（3）擠奶設(shè)備向精準(zhǔn)化、自動(dòng)化、智能化發(fā)展。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)，尤其是機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，國(guó)內(nèi)外的研發(fā)重點(diǎn)開(kāi)始轉(zhuǎn)向奶牛場(chǎng)養(yǎng)殖的全程自動(dòng)化、智能化、信息化、福利化等技術(shù)方向。對(duì)于擠奶生產(chǎn)，在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，全自動(dòng)的擠奶機(jī)器人已經(jīng)普及應(yīng)用，這種設(shè)備不僅能實(shí)現(xiàn)擠奶、清洗、分流、貯藏過(guò)程的24 h無(wú)人值守作業(yè)，并可完成在線計(jì)量統(tǒng)計(jì)、檢測(cè)牛奶品質(zhì)和乳房炎；對(duì)于奶牛飼喂，通過(guò)TMR飼喂機(jī)器人、飼草推送機(jī)器人和犢牛智能飲奶站的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)個(gè)體奶牛的按需求、按時(shí)段的自動(dòng)精確飼喂[5]；對(duì)于牛舍內(nèi)環(huán)境控制，通過(guò)牛舍自動(dòng)清潔機(jī)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(duì)于牛場(chǎng)管理與經(jīng)營(yíng)，通過(guò)全面的社會(huì)化分工服務(wù)體系與先進(jìn)的牧場(chǎng)管理系統(tǒng)，結(jié)合奶牛計(jì)步、心跳、體溫等發(fā)情監(jiān)測(cè)傳感器，融合健康、飼喂、產(chǎn)量、生產(chǎn)等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)牛場(chǎng)管理的智能化牛群分組、生產(chǎn)評(píng)估、生產(chǎn)管理、養(yǎng)殖決策等。

（4）擠奶設(shè)備相關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)向規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。當(dāng)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?dāng)D奶和清洗流程不當(dāng)，造成牛奶產(chǎn)量降低，品質(zhì)下降，甚至導(dǎo)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(guó)際ISO組織制定了《Milking machine installations》（《擠奶設(shè)備》）一系列標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)也已經(jīng)將此標(biāo)準(zhǔn)引用為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)擠奶設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能都做了規(guī)定，其中檢測(cè)內(nèi)容主要有，在脈動(dòng)性能方面，主要檢測(cè)包括脈動(dòng)比率、脈動(dòng)頻率、脈動(dòng)時(shí)相等；在真空泵性能方面，主要檢測(cè)真空度、真空儲(chǔ)備量、排氣口氣壓等；在管路性能方面，主要檢測(cè)真空降、泄漏量等。這些標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了對(duì)擠奶設(shè)備性能、質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化檢測(cè)和鑒定，約束了國(guó)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(hù)用戶合法權(quán)益，促進(jìn)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(guó)內(nèi)擠奶成套設(shè)備價(jià)格仍然過(guò)于高昂，主要是脈動(dòng)器、奶計(jì)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(guó)外企業(yè)手中，導(dǎo)致有大量的中小型奶牛場(chǎng)無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械化擠奶，限制了產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。近幾年，牛奶價(jià)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(duì)機(jī)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(jià)比，成為擠奶設(shè)備的一個(gè)發(fā)展方向。這不僅需要國(guó)家的政策扶持、購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼，還需要牛場(chǎng)用戶管理意識(shí)及技術(shù)水平的提高，更需要國(guó)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(shí)現(xiàn)擠奶關(guān)鍵部件與核心設(shè)備的的國(guó)產(chǎn)化。

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