奶衬对挤奶的重要性

2017-06-22AxelElfgren赵玲玲

中国乳业 2017年5期

关键词：真空度漏气脉动

文/Axel Elfgren 译/赵玲玲

（利拉伐）

奶衬对挤奶的重要性

文/Axel Elfgren 译/赵玲玲

（利拉伐）

奶衬也被称为奶杯内套，是挤奶系统中非常重要的部件，并且是唯一与被挤奶动物直接接触的部件。其设计、材质和与乳头的匹配度都会影响挤奶性能。好的奶衬可以减少在挤奶期间真空对奶牛乳头的损伤，提供合适的按摩，最终起到温柔、彻底、快速地完成挤奶的作用。通过阐述奶衬在机器挤奶中的作用，奶衬材料的选择以及相关法律法规，说明奶衬对挤奶的重要性。

奶衬；有效挤奶；橡胶材料；食品级；耐酸碱；延展性

机器挤奶的历史沿革伴随着奶衬的发展。19世纪早期人类发明了机器挤奶。挤奶机器由真空驱动，奶衬在脉动的作用下，模仿小牛吮吸乳头的动作进行挤奶。这种技术与现代的挤奶机器工作原理大致相同，但对被挤奶动物的要求比100 年前要高出许多。随着人们对奶牛的不断改良，挤奶技术也在过去的1 个世纪有了长足的发展。100 年前，每头奶牛每天仅仅能产出5 kg甚至以下的牛奶，而现在每头奶牛每天可以生产40～50 kg，甚至高于60 kg的牛奶。产奶量的变化必然导致挤奶机器不断改进，特别是要求奶衬能够更好更快地完成挤奶。

奶衬技术发展至今，已经可以实现有效挤奶。所谓有效挤奶，是指温柔、彻底、快速地完成挤奶。温柔是指在挤奶过程中被挤奶动物非常舒适，不躁动并且乳头的健康保持得很好；彻底是指乳房内的奶能被尽可能多地挤出来，剩奶很少；快速是指在挤奶过程中，催产素起主要作用，主动把奶从腺泡组织中挤压出来，而不是通过真空和脉动强力的抽吸把奶挤完。

市面上有很多类型的奶衬可以满足不同的要求，比如有些大型的牧场追求挤奶速度，有些牧场追求挤奶彻底干净，但无论如何，都要保证挤奶过程中的舒适性，减少奶牛的躁动，也就是温柔的挤奶以保护奶牛的乳头。但并不是所有的奶衬都能实现温柔挤奶，在选择奶衬时要注意奶衬这方面的性能，防止因为挤奶时间过长和暴力挤奶引起的乳头末端过度角质化。

匹配度高、设计好且材质好的奶衬能够尽可能地减少滑杯、漏气和掉杯现象的发生。太大的奶衬，会引起真空泄露，太小的奶衬，过度挤压乳头，使奶牛疼痛不愿意被挤奶。而且滑杯漏气和乳房炎发病率之间有很大的相关性。在系统真空稳定的情况下，如果无滑杯漏气，就可以减少细菌从被感染乳区传播到未被感染的乳区，间接地减少乳房炎的发生。另一方面，如果有滑杯漏气的情况发生，会导致4 个乳区挤奶不均衡，或某个乳区挤奶不干净，同时影响产奶量和奶牛健康。

奶衬首先要满足的条件是由食品级的材料制成，并获得食品级认证，其次，应该能够抵抗热水和常规清洗酸碱水的腐蚀，至少能够坚持2 500 次挤奶，且在此期间不会产生裂纹，变形变性，异味等。

1 奶衬在机器挤奶中的作用

1.1 机器挤奶的工作原理

机器挤奶是把乳房内的奶榨取出来，并通过真空和重力的作用在管道中运送。乳房内的奶如何才能被榨取出来呢？对于奶牛来说，乳房内要有压力才能使牛奶流出并汇集到乳房中央乳池，然后通过真空负压使中央乳池的牛奶流出乳头进入杯组和管道。

真空泵持续不断地把系统中的空气排出形成负压，负压的大小也叫真空水平或真空度。真空调节系统则可以保证真空度在一个恒定的、稳定的并合适的水平，以保证挤奶正常进行。

1.2 真空度在高低输奶管道的设置和对挤奶速度的要求

如果是低位管道，真空度应设置在42 kPa，如果要求挤奶速度快，在保证奶牛健康的前提下可以适当稍微提高，高位管道真空度应该设置在48 kPa左右。系统真空度的设置根本目的是为了保证奶衬内的真空度在合适的水平，即在温柔、彻底和快速挤奶间寻求平衡。所以牧场一旦选择更换其它品牌或类型的奶衬，更换之后一定要测试奶衬或杯组内的真空度，以保证挤奶效率和奶牛健康。

真空也能保证奶衬可以和乳头很好的接触。如果真空度太低，杯组会掉落或挤奶速度过慢导致在杯时间太长；如果真空度过高，杯组会往乳房上爬升或空吸乳头无奶流出。所以真空度过低或过高都会对奶牛乳头造成损伤。合适的真空度，可以使奶衬和乳头很好的贴合，给乳头提供合适的按摩力度。

图1 奶衬分解图

1.3 奶衬运动

实现机器挤奶最主要的方面是“奶衬运动”，也就是奶衬会根据一定的时间比例张开和闭合。这其实就是模仿小牛的吮吸动作，把牛奶从乳池中吸取出来。当奶衬张开时，因为真空的作用，牛奶会被吸出来，此阶段叫挤奶项。挤奶项过后就是按摩项，此时奶衬闭合，按摩乳头使血液和组织液回流，并给乳房一些时间蓄积牛奶。“奶衬运动”是被一个叫做脉动器的设备控制。脉动器会在真空和大气间切换。当奶衬内外都是真空时，奶衬张开，形成挤奶项，牛奶流出。当脉动器允许大气进入，此时奶衬外是大气压，奶衬内是真空负压，奶衬就闭合，形成按摩项，给乳头提供按摩，保证乳头的血液循环，预防乳头充血水肿或出现出血点，进而避免奶牛疼痛不愿意被挤奶。

1.4 奶杯组的设计

奶杯组是由收集牛奶的集乳器、套在奶衬外部的钢制或其它坚硬材质的外壳（以下简称钢杯）、奶衬和脉动系统组成。奶杯组的设计必须符合奶衬运动的需要，集乳器的容积要足够承接一定量的牛奶，并及时把牛奶输送出去。整个奶杯组的重量要能够提高挤奶的性能，并且符合人体工程学，便于挤奶工操作。牧场曾一度追求较重的杯组或者所谓的“重型杯组”，但这些杯组因为太重，对于女性挤奶工首先是不合适的，其次，没有任何研究或报告指出较重的杯组就比轻的杯组好。

1.5 奶衬的设计

图1是奶衬分解图。奶衬虽然看起来比较简单，仅仅是挤奶环节很小的部件，也包含不同的部分。

奶衬唇腔和唇口是根据乳头的大小不同而设计的。设计合理的奶衬唇口可以很好地与乳头基部贴合，使得奶衬腔体内可以保持一定的真空度。设计不合理的奶衬唇腔和唇口可导致一系列的问题，例如滑杯漏气，甚至掉杯，间接导致乳房炎的发生。

奶衬腔体部分要适用于牧场大部分的乳头，腔体是在按摩期间闭合提供按摩的部分，这是选择奶衬主要参考的地方。腔体的长度、直径、壁的厚度和材料的选择都会影响挤奶性能。其闭合的地方应正好在乳头的末端。如果在乳头上部或中部闭合，可能就会使乳头顶端出现出血点，并且使奶牛不舒服而无奶流出。奶衬腔体的直径也影响挤奶性能，直径过大，真空上窜，引起唇腔真空度升高，乳头基部会出现环状凸起或挤完奶后乳头变色。

奶衬的设计也应该能够很好地和钢杯匹配，形成完全封闭的空间也就是脉动腔，供真空和脉动切换（图2）。

图2 奶衬脉动系统

短奶管是奶衬主体与集乳器连接的部分，其设计也有一定的标准。当挤奶工操作或者掉杯时，由于钢杯和奶衬的重量，短奶管可以弯折，以封闭真空，防止吸入空气消耗真空或进入污物污染牛奶。但短奶管同时也要足够坚硬，能够承受外部大气压和内部真空之间的压力，而不至于被压扁。所以短奶管既要足够坚硬又要很灵活便于挤奶工操作。

好的奶衬必须在滑杯漏气、挤奶速度、使用寿命、乳头健康和剩奶量等之间寻求最佳平衡。如果其设计只关注一个性能，其它方面就会受到影响。例如，如果奶衬设计只关注滑杯漏气，其乳头损伤风险和剩奶量可能就会升高。

2 奶衬材料

2.1 奶衬的材质

所有的奶衬都是由高分子聚合物制成。高分子聚合物是由长链分子和其它复合物组成。该聚合物一般指的是塑料或橡胶。用于奶衬制作的聚合物有其特殊性，且含有很多性能：（1）既柔韧又坚硬；（2）经得起高温水冲刷；（3）经得起酸碱清洗剂腐蚀；（4）能抵挡牛奶脂肪的渗透；（5）不会往牛奶中释放任何化学物质；（6）经得起奶厅或牛舍可能有的腐蚀性气体侵蚀；（7）必须能够坚持2 500 次挤奶或半年的使用时间；（8）要有一定的保质期；（9）食品级材料；（10）能抑制细菌附着。

普通的奶衬一般是由天然橡胶或合成橡胶制成。天然橡胶来自橡胶树，比较普遍应用于制作食品级橡胶物料，例如奶衬。这种材料使用寿命长，延展性好，但是脂肪类较易渗入其中。人工合成的橡胶材料有：丁苯橡胶（SBR）；腈基丁二烯橡胶（NBR）；三元乙丙橡胶（EPDM）；硅胶（Silicone Rubber）。

2.2 奶衬材料的选择

人工合成的橡胶和天然橡胶相比有利有弊。当选择奶衬材料时，可以从以下几个角度出发：（1）价格；（2）强度；（3）韧度；（4）对化学物质的耐受力；（5）对高温的耐受力；（6）对乳脂肪的耐受力；另外，除了橡胶之外，奶衬中还需要加入其它材料来满足挤奶性能。