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La máquina de ordeño fue desarrollada para reducir el trabajo duro del ordeño manual. Los antiguos egipcios intentaron entrar tubos en los canales de la raya para facilitar el ordeño. Sin embargo, no fue hasta 1830 que apareció la primera máquina con tubo de ordeño. El desarrollo técnico después de esto seguiría. Diferentes tipos de máquinas de ordeño principales fueron testadas. Se construyeron máquinas que imitaban el trabajo manual. La máquina que ha tenido el mayor éxito fue una basada en el principio de la succión. En 1851 se introdujo por primera vez el uso del vacío y después de esto vinieron los desarrollos de una cámara de la copa del pezón. Las dos cámaras de la copa del pezón fueron inventadas en 1905 y se presentó una máquina de ordeño comparable con las máquinas de hoy en día.
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La máquina de ordeño construída por Jens Nielsen en 1892 (a la izquierda) y la máquina de ordeño construída por Anna Baldwin en 1879 (a la derecha) (Desde T. Jansson. El desarrollo de la máquina de ordeño, 1973).
Qué clase de demandas ponemos en la máquina de ordeño? Cuando la primer máquina de ordeño fue desarrollada, la demanda fue definida como levantamiento eficiente de la leche sin causar ningún daño en el pezón tan bien como ser una herramienta para el granjero para reducir la labor relacionada al ordeño. En orden de cumplir con esta demanda, el desarrollo de la máquina de ordeño es un trabajo multidisiplinario donde los biólogos, ingenieros y veterinarios colaboran.
Cómo actua la máquina de ordeño en el pezón? El principio de la máquina de ordeño difiere desde el principio del ordeño manual o la succión. Durante el ordeño manual la leche es presionada hacia afuera, mientras dura la succión de la leche es principalmente presionada y hasta cierto punto succionado hacia afuera. Durante la máquina de ordeño la leche es succionada para afuera por una diferencia en la presión entre la pared interna de la ubre y la pezonera.
Durante el ordeño manual, la leche es presionada hacia afuera.
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Si una succión constante es aplicada al pezón, se acumulará en el pezón sangre y linfa. Por consiguiente la máquina de ordeño es construida para que la succión sea interrumpida por los movimientos rítmicos (abrir y cerrar) del pezón. Consecuentemente, se previene que los pezones sean expuestos al masaje y congestion en el final del pezón.
Durante el succionamiento de la leche es principalmetne presionado hacia afuera y en alguna magnitud de succionar.
Todas las partes en la unidad de ordeño debe ser tratado como componentes vitales en el sistema total. Por ejemplo, cual es la importancia de construír una pezonera con funciones óptimas si la frecuencia de pulsación, el nivel de vacío o las dimensiones del tubo de leche son inferiores. Sin embargo, para un mejor entendimiento del sistema, discutiremos brevemente la importancia y las deamandas de los diferentes componentes.
Durante el ordeño de la máquina la leche es succionada hacia afuera
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El colector (unidad) consiste en cuatro copas para los pezones (cada una teniendo un armazón, una pezonera flexible y un tubo de pulsión corto), una garra, un tubo de leche largo y un tubo de pulsación largo. La pezonera consiste en un cabezal, un barril y un tubo de leche integrado corto. La pezonera es la única parte de la máquina de ordeño que está en contacto directo con el pezón. Por consiguiente el diseño de la pezonera es altamente importante para el ordeño óptimo y el tratamiento del pezón. El resultado de experimentos de comparación, se muestra que el diseño de la pezonera es usualmente afectado por las características del ordeño más que cualquier otro factor de la máquina. El diseño de la pezonera puede influenciar factores tales como el rendimiento de la tira, el desliz de la pezonera, el tiempo de ordeño, el tratamiento de los pezones y la salud de la ubre. Las pezoneras deben ser diseñadas para proveer una junta hermética en ambos finales del armazón, proveer una boquilla y un barril que encajará en el pezón para minimizar el desliz de la pezonera y la caída del colector. Deba ordeñar rápidamente, tanto como sea posible, y reducir la congestión lesión del pezón.
En el mercado hay un enorme número y línea de diseños de pezoneras, los cuales tratan de lograr las metas. Como un ejemplo, el diámetro de los labios de la boquilla va de 18-27 mm y el diámetro del rollo va de 20-28 mm. La razón de porque el diseño de las pezoneras varía es principalmente debido a la variación del tamaño del pezón y la configuración del pezón entre las razas. Sin embargo, la gama de tamaños dentro de un rebaño es por lo general mayor que la proporción de diferencia entre la mayoría de los rebaños y razas. Merece la pena si la pezonera es muy corta, el barril no tendrá suficiente espacio para colapsar debajo del pezón llevando a un ordeño ineficiente, mientras que una pezonera grande podría causar deslizamientos frecuentes.
Muestra de los componentes de la copa del pezón.
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Aparte de los diferentes diseños de pezoneras, el material también varía. Las pezoneras pueden ser fabricadas en goma natural, sintectica o silicona. La goma natural se deteriora más rápido debido al contacto con la grasa, resultando en un tiempo de vida más corto. Por consiguiente, las gomas sintéticas o mezclas gomas sintéticas y naturales son usadas más comúnmente hoy en día.
La pezonera debe ser fabricada para resistir tensión extrema. Tiene una pulsión en cada segund, sobre 400 000 veces por mes, al mismo tiempo es estirada un 20% o más de su largo original. Por tanto, se recomienda reemplazarla regularmente para asegurar una elasticidad óptima de la pezonera.
Vista cortada de la pezonera.
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Principalmente, tan pronto como el pezón entra a la pezonera abierta, esta se estira alrededor del 140-150% de su largo de pre ordeño debajo de la influencia del vacío de la leche. Durante el ordeño el pezón se mueve dentro de la pezonera los primeros segundos y no se detectan más movimientos extensos hasta que cesa el flujo en el primer cuarto. Al final del ordeño a veces la pezonera se arrastra al final del pezón y por eso obstruye el pasaje de la leche desde la cisterna de la ubre a l a cisterna del pezón, un fenómeno que a la larga influenciará la producción de leche debido al efecto en el rendimiento de la tira. De hecho, hay muchos factores que influencian en la profundidad de la penetración del pezón. Estos factores estan relacionados con el pezón, el vacío, la pezonera, el colector, y la fricción entre la pezonera y el pezón. Una óptima penetración del pezón es logrado cuando todos los factores trabajan juntos. El movimiento de la pezonera durante un ciclo de pulsado resulta en la extracción y masaje de la ubre. El ciclo de pulsación puede ser dividido en cuatro fases diferentes, a, b, c, y d.
Ciclo de Pulsado a = fase de apertura, b = fase de ordeño, c = fase de cierre, d = fase de masaje.
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Durante la fase a, la fase de apertura, la pezonera se empieza a abrir resultando en la leche fluyendo desde el pezón. Durante la fase b, la fase de ordeño, la leche continua fluyendo. La siguiente fase c, la copa del pezón de la pezonera empieza a cerrarse y la leche es prevenida de el plujo desde el pezón. La última fase d, la fase de masaje o fase de descanso, la pezonera se mantiene cerrada.
En orden de lograr una óptima eficiencia de ordeño y una buena salud de la ubre, la fase de decanso debería ser al menos el 15% del ciclo de pulsación o 150 ms. Los movimientos de la pared de la pezonera son afectados por el flujo de la leche de tal manera que los flujos de leche altos están relacionados a una fase de masaje más corta, que a la larga influencia a la salud de la ubre. Trabajos en desarrollos recientes han resultado en la pezonera llamada Harmony®, donde la fase de masaje es caasi sencilla por el flujo de leche. El movimiento de la pezonera también es crítico durante el comienzo y final del ordeño cuando el flujo de la leche es bajo.
La fuerza ejercida por la pezonera colapsada causa que el canal del pezón se cierre. En orden de superar la presión diastolic en los vasos de la sangre, una presión en el pezón cerca de 10 kPa será recomendado en una situación donde la diferencia de presión de la pezonera juegue un rol importante para la eficiencia de los masajes. Cuanto más bajo el vacío, un vacío suave y alto, es recomendado una pezonera más tiesa.
Puede concluirse que para mantener unas buenas condiciones del pezón para crear realizar un ordeño óptimo, las dimensiones de la pezonera tienen que ajustarse a la vaca en el rebaño y la pezonera tiene que ser adaptada a los niveles instalados de vacío y a los niveles de la línea de leche. La pezonera debería ser montada debajo de la tensión moderada y tener una boquilla relativamente suave. Para mantener esta realización, el reemplazo de la pezonera tendrá lugar después de 2500 ordeños o 6 meses de uso, cualquiera que venga primero. Algunos tipos de pezoneras tienen compuestos que tienen una vida útil de 1000-1200 ordeños.
Movimiento de la pared de la pezonera en relación al flujo.
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El armazón de la copa del pezón es usualmente fabricado en acero inoxidable. Sin embargo, durante las últimas décadas las construcciones en plástico han aparecido en el mercado. Las demandas en el armazón son una forma de satisfacer el diseño particular de la pezonera, esto debería ser fácil de manejar durante el ordeño, y debería ser construído de materiales que resistan trabajos trabajos fuertes, como ser un golpe de la vaca. Para optimizar el peso de del colector, el peso de la copa del pezón debería ser optimizado adecuadamente.
La garra conecta el tubo corto de pulsado y el tubo corto de leche desde la cuarta copa de pezón al pulsador grande y al tubo de leche respectivamente. Diferentes diseños de las garras existentes en el mercado con variaciones en el material, el volúmen de la cámara de leche (50-500 ml), el agujero de admisión de aire y el diseño "interno". Las demandas en la garra son múltiples. La proporción de flujo de vacas lecheras de alta producciónson incrementadas, lo que significa que la garra debe manejar grandes cantidades de leche. La garra debe evitar las infecciones cruzadas entre los cuartos de la misma vaca. Una forma de lograrlo puede ser por cámaras separadas de cuartos o válvulas de no retorno. La admisión de aire a la cámara de leche ayuda a remover la leche desde el colector, con que su tamaño y capacidad son críticos en situaciones de ordeño dode las vacas tienen alto rendimiento y ordeños muy rápidos.
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MC7 Garra |
Un buen ejemplo de una garra que ha tenido éxito cumpliendo con muchas demandas es la garra Harmony. En esta garra las fluctuaciones de vacío son menores, incluso con grandes flujos de leche, desde que la leche es removida desde el fondo a la cima de la garra vía un caño central. Esto significa que siempre hay espacio sobrante en la garra, lo cual no es llenado con leche asegurando un volúmen de amortiguador adicional para el vacío. Por consiguiente, la leche es contiuamente removida desde la garra y la leche extraída es suavemente tratada en una forma que no cause incremento en los ácidos libres de grasas (FFA).
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El colector consiste en cuatro armazones que incluyen una pezonera cada uno, todo conectado a la garra. La demanda especial en el colector como una unidad, son tener un peso apropiado para reducir el rendimiento de la tira, el deslizamiento y las caídas.Aumentar el peso del colector generalmente causa un rendimiento de la tira reducido, pero también incrementa los deslices y las caídas. Para incrementar el peso del colector, lgunos fabricantes aumentan el peso de la garra mientras otros le agregan poco peso a las copas de los pezones. La situación ideal es donde la mayor parte del peso es puesto en la copa del pezón para que quede más equitativo la distribución del peso dentro de los cuatro cuartos. Sin embargo, de todos los componentes del colector, los grandes ordeños y los tubos de pulsación tienen el mejor efecto en la distribución del peso, desde que la alineación insuficiente del tubo puede causar desequilibrio en la distribución del peso.
En el concepto de Harmony, el colector, las copas de los pezones y la garra tienen bajo peso, mejorando la situación ergonómica del ordeñador. Junto con esto, se ha hecho mucho trabajo de desarrollo para encontrar la mejor función de la pezonera junto con bajo peso del colector, todavía teniendo suficientes ordeños realizados. Consideración para un buen ordeño realizado también ha resultado en el aumento del área del toma corriente para el tubo de leche corto tan bien como un incremento en el volumen del tubo de leche corto.
Cómo es influenciada la eficiencia del ordeño en los parámetros de la máquina de vacío, la proporción de las pulsaciones y la frecuencia de las pulsaciones? Ha sido experimentado que los niveles de vacío sobre 50kPa muestran poco o ninguna ventaja para el ordeño eficiente. Como se puede ver en la Figura 36 el pico de l proporción de flujo tan bien como el aumento del rendimiento de la tira con incremento del nivel de vacío. Desde el incidente de hiperqueratosis del orificio externo del pezón y un incremento en los grados de la máquina indujo la congetión y un oedema también sigue lo que es importante de encontrar el óptimo nivel de vacío para cada sistema de ordeño individual. Por ejemplo en las instalaciones de línea baja con niveles de vacío alrededor de los 42 kPa es comparable a los 50 kPa en las instalaciones de línea alta. Para mantener la estabilidad de vacío es de gran interes cuando llega la mastitis. Por consiguiente, deben reducirse las fluctuaciones de vacío cíclicas, por ejemplo por la admisión de aire en la garra, mejorando el diseño de la línea para minimizar el desliz de las pezoneraas y por supuesto para remover suavemente las copas de los pezones al final del ordeño. Antes de remover la copa del pezón desde la ubre, el uso de una válvula para el vacío es esencial para reducri las fluctuaciones de vacío.
Los efectos del nivel de vacío en el pico de la proporción del flujo (línea sólida) y la máquina de rendimiento de la tira (línea cortada) (Desde Mein, En la Máquina de Ordeño y Lactancia, ed Bramley et al, 1992).
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Proporción de pulsado (c/min) |
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| Tasa de Pulsado(%) |
40 |
80 |
120 |
160 |
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50 |
100 |
108 |
127 |
137 |
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67 |
123 |
136 |
142 |
141 |
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75 |
134 |
142 |
141 |
140 |
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El efecto de variación de las tasas y proporciones de pulsación en la proporción pico de flujo (Adaptado desde Mein, En la Máquina de Ordeño y Lactancia, ed Bramley et al, 1992).
*Comparación del pico de proporción del flujo para un grupo de vacas ordeñadas aun vacío de 51kPa (15 en Hg). Los resultados son expresados en porcentajes del pico de la proporción de flujo obtenida a una proporción de pulsación de 40 ciclos/min y una proporción de pulsación del 50%, es decir, pezonera más que la mitad abierta para el 50% de cada ciclo de pulsación cuando se revisa con la pezonera detenida.
La proporción y tasa de la pulsación son parámetros que también influencia las características de ordeño tales como el flujo de la leche y el tiempo de ordeño (Tabla 4). El pico de la proporción de flujo aumenta con el aumento de la proporción de las pulsaciones a 160 ciclos/min dependiendo en la proporción de la pulsación. Como una comparación, ha sido reportado que el ternero usa una frecuencia de 120 ciclos por minuto succionando. Si la proporción es elevada al 80% una caída en el pico del flujo puede ser observada, probablemente debido a los grados insuficientes o la duración de la carga compresa en el pezón. Una recomendación para una pulsación efectiva es que la pezonera debería ser completada cercanamente al 15% del ciclo de pulsación para superar la congestión inducida por el vacío de la leche. Desde experimentos puede ser concluído que una proporción de pulsación óptima es 60:40 o 70:30 a una frecuencia de pulsción de 60 ciclos por minuto.
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Las demandas en el equipamiento de ordeño y la sala de ordeño desde un punto de vista ergonómico debe ser alto, desde que la granja lechera es uno de las actividades más pesadas dentro de la agricultura. Grandes incidencias de problemas de óranos locomotores son encontrados a lo largo de los granjeros lecheros. El productor de leche por lo general reporta las dificultades en los codos, parte de abajo de la espalda, caderas rodillas, manos y uniones de las manos.
El desarrollo empieza con el reemplazo del cubo de ordeño de plantas por el tubo de ordeño de plantas, el cual fue un tremendo progreso para la situación laboral del granjero. También, durante 1970, el removedor automático de colector fue introducido. Desde entonces el desarrollo ha continuado y resultado en muchos nuevos productos. El concepto del Harmony incluye un colector con bajo peso el cual es fácil de manejar. Comparando la unidad de ordeño convencional y el Harmany®, el peso del colector es reducido en más del 40%. La carga en la operación del ordeño es reducida y la rutina de ordeño es reducida. El concepto del portador de barra de DeLaval fue el siguiente paso adelante para las estaciones de los establos. El portador de barra de DeLaval es un sistema de riel que corre desde el cuarto de ordeño a todo el establo.
En un estudio realizado por el Servicio de Salud de Granjeros Suecos se encontró que el uso del portador de barra de DeLaval reduce los problemas de salud.
Ordeñar con EasyLine reduce las problemas en los órganos locomotores de los granjeros.
En la sala de ordeño, el removedor automático de colector es común tan bien como el "brazo de servicio". Hoy en día también es posible tener un piso móvil (Comfloor) en la sala, adaptado a la altura del ordeñador.
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