Automatické dojení - Automatic milking

Jednotka Fullwood Merlin AMS z devadesátých let, vystavená v Deutsches Museum v Německu

Automatické dojení je dojení z mléčných zvířat, a to zejména z mléčného skotu , bez lidské práce. Automatické systémy dojení (AMS), nazývané také dobrovolné systémy dojení (VMS), byly vyvinuty na konci 20. století. Jsou komerčně dostupné od začátku 90. let minulého století. Jádrem takových systémů, které umožňují úplnou automatizaci procesu dojení, je typ zemědělského robota . Automatickému dojení se proto také říká robotické dojení . Běžné systémy spoléhají na používání počítačů a speciálního softwaru pro správu stád . Používá se také ke sledování zdravotního stavu krav.

Automatické dojení

Kráva a dojicí stroj - částečná automatizace ve srovnání s ručním dojením
Rotační dojírna - vyšší účinnost ve srovnání se stacionární dojíren, ale stále vyžaduje manuální práci s dojicí stroje atd

Základy - proces dojení a plány dojení

Proces dojení je souhrn úkolů specificky věnovaných extrakci mléka ze zvířete (spíše než širší oblast chovu dojných zvířat ). Tento proces lze rozdělit na několik dílčích úkolů: sběr zvířat před dojením, směrování zvířat do salonu, kontrola a čištění struků , připojení dojicího zařízení k strukům a často masírování zadní části vemene, aby se uvolnilo jakékoli zadržované mléko , extrakce mléka, odstranění zařízení na dojení, směrování zvířat ze salonu.

Zachování mléčné užitkovosti během období laktace (přibližně 300 dní) vyžaduje konzistentní intervaly dojení, obvykle dvakrát denně a s maximální časovou mezerou mezi dojením. Ve skutečnosti musí být všechny činnosti naplánovány kolem procesu dojení na mléčné farmě . Taková rutina dojení ukládá omezení hospodaření s časem a osobního života jednotlivého farmáře , protože farmář se zavazuje dojit v časných ranních hodinách a večerních sedm dní v týdnu bez ohledu na osobní zdraví, rodinné povinnosti nebo sociální rozvrh. Toto časové omezení se u osamělých zemědělců a zemědělských rodin ještě zhoršuje, pokud nelze extra práci snadno nebo ekonomicky získat, a je to faktor poklesu drobného mlékárenství. Byly zkoumány techniky, jako je dojení jednou denně a dobrovolné dojení (viz níže), aby se tato časová omezení snížila.

Pokrok automatizace ve 20. století

Aby se zmírnila práce spojená s dojením, byla většina procesu dojení v průběhu 20. století automatizována: mnoho zemědělců používá poloautomatické nebo automatické řízení provozu krav (elektrická vrata atd.), Dojicí stroj (základní forma byla vyvinuta v roce konec 19. století) má plně automatizovanou extrakci mléka a je k dispozici automatické odstraňování klastrů k odstranění dojicího zařízení po dojení. K dispozici jsou automatické postřikovací systémy struků, o účinnosti jejich čištění se však vedou diskuse.

Závěrečnými ručními pracemi, které zůstaly v procesu dojení, bylo čištění a kontrola struků a připevnění dojicího zařízení (dojicí kelímky) na struky. Automatické čištění a připojení dojicích kelímků je složitý úkol, který vyžaduje přesnou detekci polohy struků a šikovný mechanický manipulátor. Tyto úkoly byly úspěšně automatizovány v systému dobrovolného dojení (VMS) nebo systému automatického dojení (AMS).

Automatické dojicí systémy (AMS)

Starší jednotka Lely Astronaut AMS v práci (dojení)

Od 70. Existuje video z historického vývoje dojícího robota ve Výzkumném ústavu Silsoe.

Dobrovolné dojení umožňuje kravě rozhodnout se o vlastní době a intervalu dojení, než aby byla dojena jako součást skupiny ve stanovených dobách dojení. AMS vyžaduje úplnou automatizaci procesu dojení, protože kráva se může rozhodnout dojit kdykoli během 24 hodin.

Dojicí jednotka obsahuje dojicí stroj , snímač polohy struků (obvykle laser ), robotické rameno pro automatické nanášení a vyjímání strukových násadců a branový systém pro řízení provozu krav. Krávy mohou být trvale ustájeny ve stáji a většinu času tráví odpočinkem nebo krmením ve volné zóně. Pokud se mají krávy také pást, bylo některými výrobci AMS doporučeno použít výběrovou bránu umožňující pouze dojení krav na vnější pastviny .

Když se kráva rozhodne vstoupit do dojicí jednotky (kvůli vysoce chutnému krmivu, které najde v boxu na dojení), snímač ID krávy načte identifikační značku ( transpondér ) na krávě a předá ID krávy do řídicího systému. Pokud byla kráva dojena příliš nedávno, automatický systém brány vysílá krávu z jednotky. Pokud může být dojnice dojena, probíhá automatické čištění struků, aplikace mléčných kelímků, dojení a stříkání struků. Jako pobídka k účasti na dojicí jednotce je třeba krávě v dojicí jednotce podávat koncentrovaná krmiva.

Typické uspořádání stánku VMS ( rozložení provozu nucené krávy )

Stodola může být uspořádána tak, že přístup k hlavní krmné oblasti lze získat pouze průchodem dojicí jednotky. Toto rozložení se označuje jako provoz krav s průvodcem . Alternativně může být stodola postavena tak, aby kráva měla vždy přístup ke krmivu, vodě a pohodlnému místu k ležení, a aby byla k dojícímu systému motivována pouze chutným krmivem, které je zde k dispozici. Toto je označováno jako volný provoz krav .

Inovativním jádrem systému AMS je robotický manipulátor v dojicí jednotce. Toto robotické rameno automatizuje úkoly čištění struku a dojicího zařízení a odstraňuje z procesu dojení konečné prvky ruční práce. Pečlivá konstrukce ramene robota a souvisejících senzorů a ovládacích prvků umožňuje robustní výkon bez dozoru, takže farmář je povinen navštěvovat krávy pouze za účelem kontroly stavu a když se kráva nezúčastnila dojení.

Typická kapacita pro AMS je 50–70 krav na dojicí jednotku. AMS obvykle dosahují frekvencí dojení 2 až 3krát denně, takže jedna dojicí jednotka obsluhující 60 krav a dojící každou krávu 3krát denně má kapacitu 7,5 krav za hodinu. Tato nízká kapacita je výhodná pro levnější konstrukci ramene robota a souvisejícího řídicího systému, protože pro každou krávu je k dispozici několik minutové okno a není vyžadován vysokorychlostní provoz.

Jednotky AMS jsou komerčně dostupné od počátku 90. let minulého století a při provádění metody dobrovolného dojení se ukázaly jako relativně úspěšné. Velká část výzkumu a vývoje proběhla v Nizozemsku . Většina farem s AMS se nachází v Nizozemsku a Dánsku .

Nová variace na téma robotického dojení zahrnuje podobný systém robotického ramene, ale spojený s rotační plošinou, což zlepšuje počet krav, s nimiž lze manipulovat na jedno robotické rameno. V Kanadě se používá mobilní varianta robotického dojení, přizpůsobená konfiguraci tie-stall (sloupkové stodoly). V této konfiguraci AMS cestuje ve středním ostrůvku stodoly blížící se kravám zezadu, aby je dojil ve svých stájích.

Výhody

Jednotka AMS v práci (čištění struků)
  • Eliminace práce - Zemědělec je osvobozen od procesu dojení a s ním spojeného přísného plánu a práce se věnuje dozoru nad zvířaty, krmení atd.
  • Konzistence dojení - Proces dojení je konzistentní pro každou krávu a každou návštěvu a není ovlivněn různými osobami, které dojí krávy. Čtyři oddělené dojicí kelímky jsou vyjmuty jednotlivě, což znamená, že prázdná čtvrtina nezůstane připojená, zatímco ostatní tři dokončují, což má za následek menší riziko zranění. Nejnovější modely automatických dojičů mohou měnit rychlost pulzace a úroveň vakua na základě toku mléka z každé čtvrtiny.
  • Zvýšená frekvence dojení - Frekvence dojení se může zvýšit až třikrát denně, obvykle se však dosahuje 2,5krát denně. To může mít za následek menší namáhání vemene a zvýšené pohodlí pro krávu, protože se v průměru skladuje méně mléka. Vyšší frekvence dojení zvyšuje dojivost na krávu, nicméně velká část tohoto nárůstu je spíše voda než sušina.
  • Vnímané prostředí s nižším stresem - Existuje názor, že volitelné plány dojení snižují stres krav.
  • Správa stáda - Použití počítačového ovládání umožňuje větší prostor pro sběr dat. Tyto údaje umožňují zemědělci zlepšit řízení pomocí analýzy trendů ve stádě, například reakcí produkce mléka na změny v krmivech. Lze také zkoumat jednotlivé kravské historie a nastavit výstrahy, které mají zemědělce varovat před neobvyklými změnami indikujícími nemoc nebo zranění. Shromažďování informací poskytuje přidanou hodnotu pro AMS, nicméně správná interpretace a použití těchto informací je velmi závislé na schopnostech uživatele nebo přesnosti počítačových algoritmů vytvářet zprávy o pozornosti.

Úvahy a nevýhody

  • Vyšší počáteční náklady -systémy AMS stojí od roku 2003 přibližně 120 000 EUR (190 524 USD) na dojicí jednotku (předpokládá se, že pro ustájení volného stání je již k dispozici prostor stodoly). Náklady na vybavení se snížily ze 175 000 $ za první stání na 158 000 $. Náklady na vybavení se snížily z 10 000 $/stánek u salónu s dvojitou šesticí na 9 000 $/stánek u salónu s dvěma desítkami s náklady 1 200 $/stánek za dojení potrubí. Počáteční cena salonu byla zvýšena o 5 000 $/stánek, což představuje salon s vysokými náklady. Zda je ekonomicky výhodné investovat do AMS místo konvenčního dojírny, závisí na nákladech na konstrukci, investicích do dojicího systému a nákladech práce. Kromě nákladů na pracovní sílu by měla být zohledněna také dostupnost pracovní síly. AMS je obecně ekonomicky výhodný pro menší farmy a velké mlékárny obvykle mohou pracovat levněji s dojírnou.
  • Zvýšené náklady na elektřinu - provozovat roboty, ale to může být více než vyváženo snížením pracovního příjmu.
Dotykový displej dojicího robota
  • Vyšší složitost - I když je složitost zařízení nezbytnou součástí technologického pokroku, zvýšená složitost dojicí jednotky AMS oproti konvenčním systémům zvyšuje závislost na službách údržby výrobce a případně zvyšuje provozní náklady. Farmář je odhalen v případě úplného selhání systému a spoléhá na rychlou odpověď poskytovatele služeb. V praxi se systémy AMS osvědčily a výrobci poskytují dobré servisní sítě. Protože všechny dojnice musí AMS navštěvovat dobrovolně, vyžaduje systém vysokou kvalitu řízení. Systém také zahrnuje centrální místo pro počítač v každodenních pracovních rutinách.
  • Obtížné použití v pastvinách -protože kontinuální zvíře je štítem pro optimální využití jednotky AMS, AMS funguje nejlépe v systémech s nulovou pastvou, ve kterých je kráva po většinu laktačního období umístěna uvnitř. Nulová pastva vyhovuje oblastem (např. Nizozemsko), kde je prémie na půdu, protože maximální půda může být věnována produkci krmiv, které pak farmář sbírá a přináší zvířatům ve stáji. Na pastvinách se krávy pasou na polích a musí chodit do dojírny. Zjistilo se, že může být náročné přimět krávy udržovat vysokou frekvenci dojení, pokud je vzdálenost mezi pastvinou a dojicí jednotkou příliš velká. Ukázalo se, že udržení produkce na pastvinách je možné mimo jiné v projektu AUTOGRASSMILK. V současné době jsou výzkumné projekty na Dexcel zařízení na Novém Zélandu , University of Sydney ‚FutureDairy místě s, Michigan State University ‘ s biologická stanice Kellogg a University švédská zemědělských věd ‚s výzkumné zařízení Lövsta živočišnou Research Center , kde dobytek na pastvě a dojí AMS.
  • Nižší kvalita mléka - Při automatickém dojení se zvyšuje počet anaerobních spor, zvyšuje se bod tuhnutí, frekvence selhání kvality mléka se téměř zdvojnásobuje, což plně odráží kvalitu mléka způsobenou automatickým dojením. Přestože automatický dojicí stroj čistí kravský struk a testuje předem vylisované mléko, stále existuje jev, že se infikované mléko nepřenáší a v samotném zařízení také chybí čištění a s mlékem se špatně zachází. Tato situace byla také potvrzena v roce 2002 při vyšetřování téměř 98 farem v Dánsku s automatickými systémy dojení. Automatické dojení ovlivňuje také celkový počet bakterií ve velkém mléce (BMTBC) a počet somatických buněk (BMSCC). Tyto dva počty byly studovány při zavádění systému automatického dojení krav, které byly dříve dojeny konvenčně. Bylo zjištěno, že BMSCC se významně nezvyšuje mezi instalací před a po AMS, ale bylo zjištěno, že BMTBC se významně zvyšuje v prvních třech měsících, ale poté se vrací na normální úroveň. Bylo zjištěno, že BMSCC se ve třetím roce výrazně zlepšilo s ohledem na úroveň před zavedením.
  • Možné zvýšení stresu u některých krav - Krávy jsou společenská zvířata a bylo zjištěno, že kvůli dominanci některých krav budou ostatní nuceni dojit pouze v noci. Takové chování je v rozporu s vnímáním, že AMS snižuje stres tím, že umožňuje „svobodnou volbu“ doby dojení.
  • Snížený kontakt mezi farmářem a stádem - Efektivní chov zvířat vyžaduje, aby byl farmář plně informován o stavu stáda. Při konvenčním dojení jsou krávy pozorovány před připojením dojicího zařízení a nemocné nebo zraněné krávy mohou být vyčleněny pro pozornost. Automatické dojení zkracuje dobu, po kterou má farmář tak těsný kontakt se zvířetem, s možností, že nemoc může zůstat bez povšimnutí po delší dobu a utrpí jak kvalita mléka, tak dobré životní podmínky krav. V praxi se senzory kvality mléka na dojicí jednotce pokoušejí detekovat změny mléka způsobené infekcí a farmáři často kontrolují stádo (Zemědělci stále potřebují kravám zajistit podestýlku, poskytovat služby v oblasti reprodukčního zdraví, krmit je a občas opravovat části stodola). Tato obava však znamenala, že zemědělci jsou stále vázáni sedmidenním rozvrhem. Moderní automatické systémy dojení se snaží tento problém napravit shromažďováním údajů, které by nebyly k dispozici v mnoha konvenčních systémech, včetně teploty mléka, vodivosti mléka, barvy mléka včetně infračerveného skenování, změny rychlosti dojení, změny doby dojení nebo poklesu mléka o čtvrtinu, kravské hmotnost, kravská aktivita (pohyby), čas strávený přemítáním atd.
  • Závislost na robotické společnosti - údržba se stává časově mnohem důležitější a může farmáře vystavit většímu riziku. Například jedna farma v Estonsku vykázala ztráty přes 1 milion eur, když roboti z BouMatic Robotics podávali slíbené standardy a společnost nedokázala zajistit údržbu.

Výrobci

Jednotka DeLaval VMS , 2007
  • Lely (Nizozemsko), Lely Astronaut AMS
  • DeLaval (Švédsko), DeLaval VMS
  • Fullwood (Velká Británie), Merlin AMS
  • GEA Farm Technologies (Německo, dříve WestfaliaSurge), MIone AMS
  • Milkomax (Kanada), Tie-Stall AMS
  • SAC (Dánsko), koupil v roce 2005 nizozemského výrobce Galaxy Robot AMS , prodává pod značkami SAC RDS Futureline MARK II , Insentec Galaxy Starline , BouFatic ProFlex
  • BoumaticRobotics (NL), MR-S1 , MR-D1
  • Prompt Softech (Ahmedabad, Indie) Výrobce systému automatického sběru mléka.
  • ADF Milking (UK), výrobce systému automatického namáčení a splachování.
  • JSC Mototecha Lithuania, výrobce mobilních systémů dojíren.

Viz také

Poznámky

  1. ^ „Robotické dojení dojnic“ . Ontario ministerstvo zemědělství, výživy a záležitostí venkova . 2012-05-16 . Citováno 2012-11-07 .
  2. ^ „Profil zařízení: Dobrovolný dojicí systém DeLaval“ . LinuxDevices.com. 21. 10. 2005 Archivovány od originálu na 2009-02-14.
  3. ^ "Robotický rotační informační list" (PDF) . Budoucí mlékárna. Listopad 2010. Archivováno z originálu (PDF) dne 2012-03-22.
  4. ^ Rotz, CA; Coiner, UK; Soder, KJ (2003). „Automatické dojicí systémy, velikost farmy a produkce mléka“ . Journal of Dairy Science . 86 (12): 4167–4177. doi : 10,3168/jds.S0022-0302 (03) 74032-6 . PMID  14740859 .
  5. ^ „Výsledky a výsledky“ . autograssmilk.dk . Citováno 2017-03-26 .
  6. ^ Rasmussen, MD; Bjerring, M .; Justesen, P .; Jepsen, L. (2002-11-01). „Kvalita mléka na dánských farmách s automatickými systémy dojení“ . Journal of Dairy Science . 85 (11): 2869–2878. doi : 10,3168/jds.S0022-0302 (02) 74374-9 . ISSN  0022-0302 . PMID  12487454 .
  7. ^ Castro, Angel (2018). „Dlouhodobá variabilita počtu mléčných somatických buněk a počtu bakterií spojených s přechodem mléčných farem z konvenčních na automatické systémy dojení“ . Italian Journal of Animal Science . Journal of Animal Science. 17 : 218–225. doi : 10,1080/1828051X.2017.1332498 .
  8. ^ Urmo Andressoo: „Miljon vastu taevast: streikivate lüpsirobotite lugu“ . Äripäev , 2017-11-29 (v estonštině)

Reference

  • Projekt EU; Automatické dojení
  • Hogeveen, H., W., et al., (2001), „Interval dojení, produkce mléka a průtok mléka v systému automatického dojení“, Livestock Production Science, sv. 72, s. 157–167.
  • Hopster, H., et al., (2002), „Stresové reakce při dojení; Srovnání konvenčního a automatického dojení u prvorodných dojnic“, Journal of Dairy Science Vol. 85, s. 3206–3216
  • Millar, KM, (2000), „Respect for Animal Autonomy in Bioethical Analysis: The Case of Automatic Milking Systems (AMS)“, Journal of Agricultural and Environmental Ethics , Springer, Netherlands, Vol. 12, č. 1, s. 41–50
  • Rossing, W. a Hogewerf, PH, (1997), „Stav techniky systémů automatického dojení“, Počítače a elektronika v zemědělství , sv. 17, s. 1–17
  • Schukken, YH, Hogeveen H. a Smink, BJ, (1999), „Robotické dojení a kvalita mléka, zkušenosti z Nizozemska“, sborník z regionálního zasedání Národní rady pro mastitidu 1999 , s. 64–69 [1]

externí odkazy