DE102005016413A1

DE102005016413A1 - Melkvorrichtung

Info

Publication number: DE102005016413A1
Application number: DE200510016413
Authority: DE
Inventors: Juan Olmedo; Uwe Osthues
Original assignee: WestfaliaSurge GmbH
Current assignee: GEA Farm Technologies GmbH
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2006-10-12

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Melkvorrichtung insbesondere für Kühe. Diese Melkvorrichtung weist eine Aufnahmeeinrichtung auf, an der eine Analysevorrichtung so angeordnet ist, dass diese wenigstens abschnittsweise in Kontakt mit dem Melkprodukt steht. Die Analysevorrichtung weist zur Untersuchung des Gemelks wenigstens ein Biochipmodul auf.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Melkvorrichtung. Die Erfindung wird im Zusammenhang auf eine Melkvorrichtung für Kühe beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung auch für Melkvorrichtungen zum Melken von Schafen, Ziegen, Kamelen, Dromedaren, Büffeln, Yaks, Elchen, Pferden, und sonstigen milchabgebenden Tieren verwendet werden kann. Aus dem Stand der Technik sind Steuerungssysteme für Tierhaltungsbetriebe bekannt, die sehr unterschiedliche Funktionen wahrnehmen. Dabei ist bekannt, mittels Sensoren Kenngrößen der Tiere aufzunehmen und mit den gewonnenen Daten Abläufe im Tierhaltungsbetrieb zu steuern. Bei diesen Kenngrößen kann es sich beispielsweise um die Milchleistung eines Tieres handeln. Zum Überwachen des Gesundheitsstatus wird z.B. der Leitwert der gemolkenen Milch oder z.B. die Herzfrequenz des Tieres oder dergleichen gemessen.

Aus dem Stand der Technik ist ferner ein Sensorsystem zur Kontrolle der Milchqualität bekannt. Dieses System ist mit einem Farbkennungssystem ausgestattet, um farbliche Abweichungen der Milch feststellen zu können wie beispielsweise infolge Auftretens von blutiger Milch, Kolostrum oder abnormaler Milch.

Neben z.B. dem Vorhandensein von Blut in Milch, welches an der Farbe zu erkennen ist, ist es auch wünschenswert, weitere Eigenschaften feststellen zu können, welche sich zumindest nicht unmittelbar auf die Farbe der Milch auswirken. Zu diesen Eigenschaften zählen beispielsweise die Keim- oder die Zellzahl in der Milch. Der Landwirt kann einen Schätzwert für den Zellgehalt auch über einen manuellen durchzuführenden Schalmtest, der auch California-Mastitis-Test (CMT) genannt wird, erhalten. Der manuelle Test ist zeitaufwändig und deshalb nicht für alle Tiere oder alle Melkvorgänge regelmäßig durchführbar. Im Stand der Technik werden deshalb auf vielen Betrieben in regelmäßigen Abständen Milchproben gennommen und deren Eigenschaften anschließend in einem Labor analysiert.

Nachteilig daran ist, dass das Messergebnis erst erheblich später vorliegt und nicht zeitnah verwendet werden kann. Außerdem ist das Abfüllen und Analysieren von Milchproben zeitintensiv und kostet Geld. Ferner sind die meisten im Stand der Technik bekannt gewordenen Geräte zur optischen Analyse der Milch sehr groß und damit unhandlich. Auch können mit den oben beschriebenen aus dem Stand der Technik bekannten Geräten nur bestimmte Bestandteile der Milch analysiert werden und die dazu benötigten Zeiten sind sehr groß. Dies bedeutet, dass sich entsprechende Verzögerungen bis zur Reaktion auf die Ergebnisse im Milchhaltebetrieb ergeben.

Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Melkvorrichtung zu schaffen, die eine schnelle und vorzugsweise kostengünstige Analyse des Gemelks erlaubt. Ferner soll eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden, die es erlaubt, mehrere unterschiedliche Inhaltsstoffe des Gemelks, bevorzugt im Wesentlichen gleichzeitig, zu analysieren. Daneben soll das Analyseergebnis kurzfristig zur Verfügung gestellt werden.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 20 und 21 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass nicht sämtliche Aufgaben und Vorteile zwangsläufig durch alle Gegenstände der Unteransprüche erreicht werden.

Die erfindungsgemäße Melkvorrichtung, insbesondere für Kühe, weist wenigstens eine Aufnahmeeinrichtung zur wenigstens vorübergehenden Aufnahme des Gemelks auf, wobei an der Aufnahmeeinrichtung wenigstens eine Analysevorrichtung zur Untersuchung des Gemelks derart angeordnet ist, dass diese wenigstens abschnittsweise, d.h. mit einem vorgegebenen Bereich mit dem Gemelk in Verbindung steht, wobei diese Analysevorrichtung wenigstens ein Biochipmodul aufweist. Die Analysevorrichtung kann ständig mit dem Gemelk in Verbindung stehen oder auch nur zu vorgegebenen Zeitabschnitten.

Die Erfindung kann beim konventionellen Melken, beim maschinellen Melken und auch beim halbautomatischen oder automatischen Melken eingesetzt werden. Der Einsatz ist auch bei Systemen möglich, bei denen ein halbautomatisches oder vollautomatisches oder roboterunterstütztes und/oder computergesteuertes Ansetzen der Zitzenbecher an die Zitzen der Tiere erfolgt. Vorteilhafterweise wird das Analyseergebnis verwendet, um Entscheiduzngen zu treffen und gegebenenfalls umzusetzen.

Bei der Aufnahmeeinrichtung zur wenigstens vorübergehenden Aufnahme des Gemelks kann es sich einerseits um eine Zuführ- oder Ableitung des Gemelks, das heißt der Milch, handeln. In diesem Falle wird die Messung beziehungsweise die Analyse direkt im Milchfluss vorgenommen. Es ist jedoch auch möglich, die Analyse in einem Behältnis wie beispielsweise einem Sammelbehälter für die Milch anzuordnen. Auch können mehrere Analysevorrichtungen an unterschiedlichen Stellen der Melkvorrichtung und damit an unterschiedlichen Aufnahmeeinrichtungen vorgesehen sein. Bevorzugt wird zur Untersuchung des Gemelks, genauer zur Untersuchung der biologischen Eigenschaften des Gemelks, wenigstens ein für diese Eigenschaft charakteristischer Wert ermittelt. Besonders bevorzugt wird eine Vielzahl charakteristischer Werte ermittelt.

Unter einem Biochipmodul wird ein Modul verstanden, welches in der Lage ist, biologische Eigenschaften einer Substanz, wie das Vorkommen von Bakterien, Keimen und dergleichen, zu detektieren.

In bevorzugten Weiterbildungen ist die Erfindung so beschaffen, dass auf zusätzliche Labortests bei der Bestimmung der Standardparameter von Milch verzichtet werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Biochipmodul eine optische Detektionseinrichtung auf beziehungsweise handelt es sich bei dem Biochipmodul um einen optischen Biochip. Dieses optische Biochipmodul verwendet Strahlungs- und Detektionseinrichtungen, die einen Lichtstrahl hinsichtlich seiner Farbe oder anderen optisch-physikalischen Merkmalen wie Beugungseigenschaften und dergleichen charakterisieren. Im Falle eines optischen Sensors wird Strahlung auf eine zu untersuchende Substanz gebracht und anschließend die von dieser Substanz zurückgeworfene oder durch diese transmittierte Strahlung hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften wie Wellenlänge, Intensität und dergleichen analysiert.

Diese Analyse lässt Rückschlüsse auf die Bestandteile der untersuchten Substanz zu. Bekannte optische Auswerteverfahren sind beispielsweise Reflektionsspektralanalysen. Auch wird unter einer Kameraeinrichtung beziehungsweise einem CCD-Chip zur ortsaufgelösten Auflösung von Strahlung ebenfalls eine optische Detektionseinrichtung verstanden.

Unter einer Detektionseinrichtung wird eine Einrichtung verstanden, die in der Lage ist, messbare Größen zu erfassen, wobei es sich hierbei um physikalische, chemische, biologisch oder sonstige Größen handeln kann. Auch eine Erkennungseinrichtung für bestimmte Moleküle wird als Detektionseinrichtung verstanden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Biochipmodul eine elektrische Detektionseinrichtung auf beziehungsweise handelt es sich um einen elektrischen Biochip. Unter einem elektrischen Biochip wird ein Biochip verstanden, der im Gegensatz zum optischen Biochip die Substanzen nicht mittelbar analysiert, das heißt beispielsweise über deren optische Eigenschaften, sondern direkt auf elektrischem Wege. Auf diesen Biochips werden unterschiedliche Biomoleküle verankert. Diese Biomoleküle diesen als so genannte Fängermoleküle und können andere spezielle Moleküle an sich binden. Beispielsweise wird nur eine Hälfte eines normalerweise als Doppelstrang auftretenden Bakteriums auf dem Chip angeordnet. Diese eine Hälfte kann nur mit der zu ihr passenden zweiten Hälfte als Doppelstrang Bindungen eingehen. Kommt es zu einer derartigen Bindung, so ist hierdurch nachgewiesen, dass der gesuchte Keim in der untersuchten Lösung vorkommt.

Nach diesem Prinzip lassen sich zum Beispiel ganz bestimmte Sequenzen eines Erbmoleküls DNA aufspüren. Diese Fängermoleküle können nur ihre Partner aus einer Lösung, wie beispielsweise Milch, erkennen und binden. Dabei werden nur die passenden Partner aufgefunden und finden nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip zueinander.

So wird beispielsweise aus einer Flüssigkeit, in der zum Beispiel eine Vielzahl von Eiweißen und genetischem Material gelöst ist, nur das gesuchte Zielmolekül gebunden. Diese Bindung beziehungsweise das Bindungsereignis löst ein elektrisches Signal aus, das direkt abgegriffen werden kann. Auf diese Weise kann ein bestimmtes Molekül beziehungsweise ein bestimmtes Eiweiß direkt detektiert werden. Auf diese Art kann z.B. der Eiweißgehalt bestimmt werden. Ferner bietet die direkte elektrische Messung bevorzugt auch eine chipinterne Signalverarbeitung, sodass die Messgeräte kleiner und robuster ausgeführt werden können.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird auf dem Biochipmodul eine Vielzahl von ultrafeinen Goldelektroden angeordnet. Auf diesen Goldelektroden werden die oben bezeichneten Fängermoleküle voneinander räumlich getrennt fest aufgebracht.

Durch die Anordnung mehrerer unterschiedlicher Fängermoleküle können mehrere unterschiedliche Eigenschaften der Milch beziehungsweise unterschiedliche Moleküle gleichzeitig detektiert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es auch möglich, die genannten optischen Biochips mit elektrischen Biochips zu kombinieren und auf diese Weise sowohl indirekte, das heißt optische, als auch direkte elektrische Messungen beziehungsweise Analysen durchzuführen.

Bevorzugt handelt es sich bei der zu analysierenden biologischen Eigenschaft um eine Eigenschaft, die aus einer Gruppe von Eigenschaften ausgewählt ist, welche die Keimzahl, den Blutgehalt in der Milch, die Anzahl der Krankheitserreger und dergleichen enthält. Bevorzugt wird auch das Vorhandensein von Antibiotika bzw. von Hemmstoffen, d.h. den Rückständen von Antibiotika ermittelt. Durch die Anordnung einer Vielzahl unterschiedlicher Fängermoleküle auf einem elektrischen Biochip kann eine Vielzahl unterschiedlicher Krankheitserreger gleichzeitig detektiert werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Biochipmodul eine Sendeeinrichtung auf, um einen charakteristischen Wert für eine zu untersuchende biologische Eigenschaft an eine Empfangseinrichtung zu übertragen. Durch diese Ausführungsform wird erreicht, dass die eigentliche Analysevorrichtung mit dem Biochipmodul getrennt beispielsweise von einem Zentralcomputer oder einem Laptop oder auch einem Handy angeordnet werden kann. Der gemessene Wert beziehungsweise die gemessenen Werte werden dann an eine Empfangseinrichtung überfragen. Anstelle des Wertes kann auch ein zu diesem Wert korrespondierendes Signal übertragen werden. So ist es beispielsweise denkbar, mehrere Analysevorrichtungen an verschiedenen Melkplätzen anzuordnen, wobei diese einzelnen Analysevorrichtungen mittels ihrer Sendeeinrichtungen Signale an ein zentrales Empfangsgerät abgeben. Bevorzugt überträgt die Sendeeinrichtung den charakteristischen Wert drahtlos, wobei die Übertragung bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mittels einer HF- oder einer UHF – Technologie erfolgt. Die Sendeeinrichtung kann in einer weiteren Ausführungsform auch an der Analysevorrichtung und nicht am Biochipmodul selbst angeordnet werden.

Die Analysevorrichtung kann gemeinsam beziehungsweise einteilig mit dem Biochipmodul oder getrennt von diesem ausgeführt werden. Im letzteren Fall wird bevorzugt ein austauschbares Biochipmodul mit der Analysevorrichtung, beispielsweise durch Einstecken, verbunden.

Es ist jedoch auch möglich, auf dem Biochip direkt Sendeeinrichtungen wie einen Transponder anzuordnen, der dann bevorzugt kontaktlos von einem Lesegerät ausgelesen werden kann.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform überträgt die Sendeeinrichtung ein Identifikationssignal, welches das Biochipmodul beziehungsweise die Analysevorrichtung eindeutig charakterisiert. Zu diesem Zweck wird gemeinsam mit dem gemessenen Wert das Identifikationssignal übertragen. Die Empfangseinrichtung kann anhand des übermittelten Identifikationssignals erkennen, von welcher Sendeeinrichtung und damit von welcher Analysevorrichtung das gesendete Signal stammt. Auf diese Weise kann eine große Anzahl von Analysevorrichtungen identifiziert werden.

In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, eine einzelne Analysevorrichtung zentral an einer Milchförderungseinrichtung anzuordnen. Dieses Gerät dient dazu, um die Milch, die von der Gesamtheit der Kühe abgegeben wird, bevorzugt hinsichtlich der Menge, zu analysieren. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Analyseeinrichtung tragbar. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, die Analysevorrichtung hintereinander bei unterschiedlichen Kühen beziehungsweise allgemein an unterschiedlichen Orten einzusetzen und die gemessenen Werte jeweils an einen Zentralrechner zu übertragen. In diesem Fall kann die Analysevorrichtung zum Zwecke der Messung in eine Leitung der Melkvorrichtung eingebracht werden, um auf diese Weise die durchfließende Milch zu untersuchen. Auch kann die Analysevorrichtung in ein Behältnis wie etwa einen Sammelbehälter eingebracht werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Vielzahl von Analysevorrichtungen auf. Dabei ist es beispielsweise möglich, mehrere Analysevorrichtungen in unterschiedlichen Leitungen der Vorrichtung oder auch gleichzeitig in Behältnissen unterzubringen. Auf diese Weise kann sehr schnell festgestellt werden, von welcher Kuh fehlerhafte Milch stammt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Biochipmodul austauschbar. So ist es beispielsweise möglich, das Chipmodul selbst als Einwegeinrichtung auszuführen, das jeweils nach der Benutzung ausgetauscht werden kann. Zu diesem Zweck ist bevorzugt ein vorgegebener Anteil der elektrischen Anordnung, genauer gesagt derjenige Anteil, der nicht ausgewechselt werden muss, nicht auf dem Biochipmodul selbst angeordnet, sondern in der Analysevorrichtung, die mit dem Biochipmodul in Verbindung steht. Auf diese Weise kann ein beispielsweise scheckkartengroßes Biochipmodul nach der Benutzung ausgetauscht und durch ein neues Biochipmodul ersetzt werden. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Biochipmodul nach der Benutzung neu mit Fängermodulen bestückt. Diese neue Bestückung kann zumindest bei einem Teil der jeweiligen Fängermoleküle erfolgen und insoweit das Biochipmodul regeneriert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Analyseeinrichtung in einem Gehäuse einer Milchmengenmesseinrichtung angeordnet. Zu den Melkvorrichtungen auf dem Stand der Technik gehören oft auch Milchmengenmesseinrichtungen. Diese sind in einem speziell dafür vorgesehenen Gehäuse untergebracht. Durch die Einbringung der Analysevorrichtung in dieses Gehäuse ist eine rationellere Herstellung und Verarbeitung der Gesamtvorrichtung möglich. Auch können auf diese Weise bereits bestehende insbesondere elektrische Verbindungen, etwa in einem Zentralrechner, genutzt werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Speichereinrichtung zum Speichern der ermittelten Werte auf. Diese Speichereinrichtung kann beispielsweise in der Analysevorrichtung angeordnet sein, jedoch auch in einer Zentralrecheneinheit beziehungsweise einem Zentralcomputer, der die von der Analysevorrichtung übermittelten Werte aufnimmt. Durch diese Speichereinrichtung ist es möglich, die jeweiligen Messdaten auch über einen längeren Zeitraum hinweg zu verfolgen beziehungsweise die Daten mehrerer Tiere gegenüberzustellen. Auch kann die Speichereinrichtung eingesetzt werden, um die ermittelten Daten direkt an weitere Stellen zu übermitteln, wie beispielsweise einen Tierarzt, die Gesundheitsbehörden oder dergleichen. Neben den ermittelten Werten werden bevorzugt auch die Identifikationssignale beziehungsweise mit diesen Signalen korrespondierende Werte gespeichert, wodurch auch eine Zuordnung der gemessenen Werte zu bestimmten Tieren ermöglicht wird.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Melkvorrichtung eine Alarmausgabeeinrichtung auf. Diese Alarmausgabeeinrichtung dient dazu, dem Benutzer anzuzeigen, falls die von einem oder mehreren Tieren gelieferte Milch kritische biologische Daten beziehungsweise kritische Keimzahlen, einen kritischen Blutgehalt oder dergleichen aufweist. In diesem Fall erlaubt die Alarmausgabeeinrichtung es dem Benutzer, sehr schnell das betreffende Tier zu identifizieren und geeignete Gegenmaßnahmen einzuleiten. Auch ist es auf diese Weise möglich, sehr schnell die von dem betreffenden Tier stammende schadhafte Milch auszusondern. Bei dem Alarm handelt es sich bevorzugt um einen optisch oder akustisch wahrnehmbaren Alarm. Es ist jedoch auch möglich, einen Alarm auf ein Empfangsgerät wie beispielsweise ein Handy auszugeben.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, dass das Chipmodul an einer vorgegebenen Stelle, beispielsweise in einer Leitung, die Milch untersucht, die eigentliche Auswertung jedoch in einem Analysegerät an anderer Stelle vorgenommen wird und zu diesem Zwecke das Chipmodul in diese Analysevorrichtung eingeführt wird. In diesem Fall kann der Benutzer gezielt bei Kühen eine Milchprobe nehmen und diese sofort selbst analysieren. Die Analysevorrichtung kann dabei an ein Handy oder einen PDA oder einen Pocket-PC gekoppelt sein. Auf diese Weise wird eine erhöhte Mobilität des Gesamtsystems erreicht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe wenigstens eines Werts, bevorzugt sämtlicher ermittelter Werte, auf. Diese Ausgabeeinrichtung erlaubt es dem Benutzer, direkt die für ihn relevanten Daten wie beispielsweise die Keimzahl oder den Blutgehalt in der Milch oder die Anzahl der Krankheitserreger und die Art der Krankheitserreger abzulesen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Analysevorrichtung mit einer Datenbank verbindbar, die unter Verwendung der ermittelten Parameter beziehungsweise Werte Anweisungen an den Benutzer ausgibt. In diesem Fall werden die ermittelten Werte mit Werten der Datenbank verglichen und die Vorrichtung gibt dem Benutzer Möglichkeiten bezie hungsweise Parameter vor, wie die Tiere behandelt werden können. Auch können über diese Datenbank die korrekten Dosierungen, die beispielsweise vom Krankheitsverlauf eines Tieres abhängen können, angegeben werden. Auf diese Weise kann für die Behandlung des Tieres wertvolle Zeit gewonnen werden, andrerseits können jedoch auch Kosten für tierärztliche Behandlung eingespart werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Melkvorrichtung zusätzliche Einrichtungen auf, um fehlerhafte Milch abzuleiten. Dies bedeutet, dass wenn die Analysevorrichtung fehlerhafte Milch detektiert, die genannten Einrichtungen dafür sorgen, dass die entsprechend als fehlerhaft detektierte Milch abgeleitet beziehungsweise in ein gesondertes Behältnis abgeführt wird.

Auch kann mit Hilfe der Vorrichtung das so genannte Vorgemelk untersucht werden. Auf diese Weise können beispielsweise bei den Tieren auftretende Krankheitsverläufe genauer untersucht werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner auch zur Untersuchung weiterer Flüssigkeiten wie beispielsweise des Blutes der Tiere eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung ist ferner auf eine Analysevorrichtung zur Untersuchung biologischer Eigenschaften eines Gemelks gerichtet, wobei die Vorrichtung wenigstens einen für eine biologische Eigenschaft des Melkprodukts charakteristischen Wert bestimmt und diese Analysevorrichtung wenigstens ein bevorzugt elektrisches Biochipmodul aufweist.

In diesem Fall handelt es sich bevorzugt um ein tragbares Analysegerät, das auch bei bereits bestehenden Melkvorrichtungen zum Einsatz kommen kann. Auf diese Weise können auch ältere Anlagen mit einer erfindungsgemäßen Analysevorrichtung ausgestattet beziehungsweise nachgerüstet werden.

Die vorliegende Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zur Bestimmung der Eigenschaften eines Gemelks gerichtet, wobei in einem Schritt eine Analysevorrichtung, welche wenigstens eine Biochipmoduleinrichtung beziehungsweise ein Biochipmodul aufweist, in das zu untersuchende Gemelk eingeführt wird. In einem weiteren Verfahrensschritt wird wenigstens ein für eine biologische Eigenschaft des Gemelks charakteristischer Wert bestimmt und in einem weiteren Verfahrensschritt dieser charakteristische Wert ausgegeben.

Die vorliegende Erfindung ist ferner auf die Verwendung eines Biochipmoduls, insbesondere eines elektrischen Biochipmoduls, für Melkvorrichtungen gerichtet.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
Darin zeigen:
1 Eine erfindungsgemäße Melkvorrichtung;
2 eine Analysevorrichtung, und
3 ein Biochipmodul.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Melkvorrichtung 1 in stark schematischer Form. Dabei wird über Leitungen beziehungsweise Schläuche 3 die von der (nicht gezeigten) Kuh abgemolkene Milch entlang der Pfeile P1 in Richtung einer Zentralleitung 5 transportiert.
Das Melken kann viertelindividuell erfolgen oder aber es kann ein Milchsammelstück 6 vorgesehen sein, in das die kurzen Milchschläuche 4 ausgehend von den Zitzenbechern 2 münden. Das Milchsammelstück 6 ist dann wiederum über einen langen Milchschlauch 3 mit der Milchleitung 5 verbunden. Die vorliegende Erfindung kann sowohl bei viertelindividuellem Melken als auch bei konventionellem Melken mit einem Milchsammelstück eingesetzt werden.
Die Zentralleitung 5 steht kann auch mit weiteren (nicht gezeigten) (kurzen oder langen) (Milch-) Schläuchen 3 in Verbindung stehen. Die gebrochene Linie auf der rechten Seite der Leitung 5 zeigt an, dass die Leitung in diese Richtung verlängert werden kann und dort weitere Melkstationen angeordnet werden können. Das Bezugszeichen 8 bezieht sich auf einen Behälter zur Aufnahme der durch die Zentralleitung 5 fließenden Milch von einem Melkplatz oder auch von mehreren Melkplätzen. Dabei wird klargestellt, dass unter einer Aufnahmeeinrichtung sowohl der Behälter 8 als auch die Zentralleitung 5 verstanden werden kann. Auch die Leitungen 3, also sowohl kurze als auch lange Milchschläuche, können als erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtungen aufgefasst werden.
Innerhalb des Behälters 8 ist eine Mengenmesseinrichtung 9 vorgesehen, die die Milchmenge im Behälter oder im Durchfluss bestimmt. Mittels Einführeinrichtungen 7, die beispielsweise in der Leitung 5, aber auch in dem Behälter 8 angeordnet sein können, wird eine Analysevorrichtung 20 mit einem Chipmodul 30 in die Leitung 5 beziehungsweise den Behälter 8 eingeführt.
Daneben ist es möglich, die Analysevorrichtung direkt an der Leitung 5 zu montieren, um im Milchfluss messen zu können. In einer weiteren Ausführungsform ist es jedoch auch möglich, die Analysevorrichtung 20 innerhalb des Gehäuses der Milchmengenmesseinrichtung 9 unterzubringen. Auch können mehrere Analysevorrichtungen 20 an mehreren Stellen der Leitung 5 beziehungsweise zusätzlich in den Behälter 8 eingebracht werden. Anstelle der Einfuhrvorrichtungen können auch bevorzugt verschließbare Öffnungen vorgesehen sein, um die Analysevorrichtungen mit dem Gemelk in Kontakt zu bringen.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform weist die Analysevorrichtung 20 eine Sendeeinrichtung 26 auf, die die ermittelten Werte für beispielsweise die Keimzahl, den Blutgehalt in der Milch, die Anzahl der Krankheitserreger und ähnliches an einen Computer 11 übermittelt. Dieser Computer ist mit einer Ausgabeeinrichtung wie einem Monitor 12 gekoppelt, um die Werte an einen Benutzer auszugeben.
Alternativ kann jedoch bereits an der Analysevorrichtung 20 selbst eine Ausgabeeinrichtung angebracht werden, damit direkt die Werte abgelesen werden können.
Ferner kann die Analysevorrichtung 20 auch an ein Handy oder einen tragbaren Computer gekoppelt sein, um über diese Geräte die jeweiligen Werte auszugeben.
Wie eingangs dargestellt, können auch mehrere Analysevorrichtungen 20 zum Einsatz kommen, die dann bevorzugt zusammen mit einem Sendesignal, welches die Messwerte enthält, auch ein Identifikationssignal aussenden, welches erlaubt, die einzelnen Analysevorrichtungen zu identifizieren. Es wäre jedoch auch möglich, die einzelnen Analysevorrichtungen über Kabelverbindungen mit einem zentralen Rechner zu verbinden.
In dem zentralen Rechnersystem 11 ist bevorzugt eine Datenbank angelegt, welche durch Vergleich der durch die Vorrichtung 1 ermittelten Daten mit Referenzdaten in der Lage ist, dem Benutzer gezielte Anweisungen zur Behandlung der Tiere zu geben, beispielsweise über die Art und die Menge eines zu verabreichenden Medikaments.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Analysevorrichtung 20. Diese weist eine Aufnahmeöffnung 21 zur Aufnahme des Biochipmoduls 30 auf. Es ist jedoch auch möglich, dass das Chipmodul in anderer Weise an die Analysevorrichtung 20 gekoppelt wird, beispielsweise durch Steckverbindungen, Klemmverbindungen oder dergleichen. Das Bezugszeichen 23 bezieht sich auf eine Kontaktierungsvorrichtung, die ein auf dem Biochipmodul 30 angeordnetes Kontaktfeld 36 kontaktiert. Das Bezugszeichen 25 bezieht sich auf einen Mikrochip beziehungsweise eine Prozessoreinheit, die zur Auswertung der elektrischen Signale, die von dem Biochipmodul 30 stammen, dient. Alternativ wäre es auch möglich, den Mikrochip direkt auf dem Biochipmodul 30 anzuordnen. Die Bezugszeichen 24 beziehen sich auf elektrische Verbindungsleitungen, um den Mikrochip mit einer Sendeeinrichtung 26 beziehungsweise einer Ausgabeeinrichtung 27 zu verbinden.
In weiteren Ausführungsformen kann auf der Analysevorrichtung auch noch eine (in 2 nicht gezeigte) Speichereinrichtung zur Speicherung der gemessenen beziehungsweise ermittelten Daten vorhanden sein.
Wie oben ausgeführt, kann die Analysevorrichtung 20 auch für den Stand-alone-Betrieb vorgesehen sein, das heißt unabhängig von einer zentralen Rechnereinheit arbeiten.
3 zeigt schematisch ein Biochipmodul für eine erfindungsgemäße Analysevorrichtung 20. Auf einem Träger beziehungsweise Substrat 32 des Moduls ist eine Vielzahl von Edelmetallelektroden wie insbesondere Goldelektroden 31 aufgebracht. Auf diesen Elektroden 31 werden voneinander getrennt so genannte Fängermoleküle 33 fest angebunden.
Wie oben ausgeführt sind diese Fängermodule 33 in der Lage, speziell ausgewählte Partner aus der Substanz an sich zu binden. Dieses Bindungsereignis löst ein elektrisches Signal aus, welches über elektrische Leitungen 34 an das Kontaktelement 36 ausgegeben wird. Das Kontaktelement 36 wiederum steht in Verbindung mit der Analysevorrichtung 20, ge nauer gesagt mit deren Kontaktierungseinrichtung 23. Damit spielt sich das gesamte biologische Geschehen in der Flüssigkeit auf der Oberfläche des Chips ab. Wie oben ausgeführt, wäre es auch möglich, eine Chipeinheit direkt auf dem Biochipmodul anzuordnen, um die Auswertung der elektrischen Signale, die durch die biologischen Bindungen entstehen, direkt auf dem Modul vorzunehmen.
Durch die Verwendung einer Vielzahl von Kontaktstreifen 31 beziehungsweise von Fängermolekülen 33 können gleichzeitig eine Vielzahl von Inhaltsstoffen in der zu untersuchenden Milch untersucht werden. Neben den gezeigten Kontaktstreifen 31 können jedoch auch auf dem Biochipmodul 30 beziehungsweise bevorzugt in der Analysevorrichtung 20 weitere Sensoren angeordnet sein, wie Sensoren für optische Eigenschaften der Flüssigkeit und dergleichen mehr.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich um ein kostengünstiges System, da der Biochip mit Verfahren der industriellen Halbleiterfertigung in großen Stückzahlen hergestellt werden kann. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden biologische Kennungsvorgänge direkt in der Analysevorrichtung ohne aufwändige Zwischenschritte gemessen. Da in dieser Ausführungsform keine Optiken nötig sind, kann das Gerät direkt in einer Leitung wie der Leitung 5 im Milchfluss messen. Daneben zeichnet sich dieser elektrische Biochip durch eine geringe Baugröße aus.
Über die Auswertung der elektrischen Signale können die zu untersuchenden Werte direkt bewertet werden und beispielsweise mit Hilfe einer Datenbank dem Benutzer sofort Hinweise gegeben werden, wie er seine Tiere im Krankheitsfall behandeln kann. Gleichzeitig kann durch eine Kontrolle der Milch beziehungsweise eine Aussonderung eventuell schadhafter Milch die Endqualität des Produktes erhöht werden.
Es ist auch möglich, eine entsprechende Probe der Milch direkt aus einem Behältnis zu entnehmen, ohne dafür die in 1 gezeigten Aufnahmeeinrichtungen 7 vorzusehen. Es wird darauf hingewiesen, dass das Modul 30 in sehr kleinen Ausmessungen ausgeführt werden kann, beispielsweise in etwa scheckkartengroß. Dies erlaubt es dem Benutzer, bei Kühen eine Milchprobe zu nehmen und diese anschließend sofort zu analysieren.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

1: Melkvorrichtung
2: Zitzenbecher
3: Leitungen
4: kurzer Schlauch
5: Zentralleitung
6: Milchsammelbehälter
7: Einführeinrichtung
8: Behälter
9: Mengenmesseinrichtung
11: Rechnersystem
12: Ausgabeeinrichtung
20: Analysevorrichtung
21: Aufnahmeöffnung
23: Kontaktierungsvorrichtung
24: Verbindungsleitungen
25: Prozessoreinheit
26: Sendeeinrichtung
27: Ausgabeeinrichtung
30: Biochipmodul
31: Elektroden
32: Träger
33: Fängermoleküle
34: Leitungen
36: Kontaktelement

Claims

Melkvorrichtung (1), insbesondere für Kühe, mit wenigstens einer Aufnahmeeinrichtung (5,8) zur wenigstens vorübergehenden Aufnahme eines Gemelks, wobei an der Aufnahmeeinrichtung (5,8) wenigstens eine Analysevorrichtung (20) zur Untersuchung wenigstens einer biologischen Eigenschaft des Gemelks derart angeordnet ist, dass die Analysevorrichtung wenigstens abschnittsweise in Verbindung mit dem Gemelk steht und die Analysevorrichtung zur Untersuchung des Gemelks wenigstens ein Biochipmodul (30) aufweist.
Melkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (5,8) eine Leitung (5) für das Gemelk ist.
Melkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (5,8) ein Behältnis (8) für das Gemelk ist.
Melkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die biologische Eigenschaft aus einer Gruppe von Eigenschaften ausgewählt ist, welche die Keimzahl, den Blutgehalt in der Milch, die Anzahl der Krankheitserreger und dergleichen enthält.
Melkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die biologische Eigenschaft das Vorhandensein von Hemmstoffen in der Milch ist.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein für die biologische Eigenschaft des Gemelks charakteristischer Wert übermittelt wird.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Biochipmodul (30) eine optische Detektionseinrichtung aufweist.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Biochipmodul (30) eine elektrische Detektionseinrichtung (31,33) aufweist.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Biochipmodul (30) mehrere Detektionseinrichtungen aufweist.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysevorrichtung (20) eine Sendeeinrichtung (26) aufweist, um den charakteristischen Wert an eine Empfangseinrichtung (11) zu übertragen.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (26) den charakteristischen Wert drahtlos überträgt.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Daten mittels einer HF- oder einer UHF- Technologie erfolgt.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (26) ein Identifikationssignal überträgt, welches das Biochipmodul (30) und/oder die Analysevorrichtung (20) eindeutig charakterisiert.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Analysevorrichtung (20) tragbar ist.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Melkvorrichtung (1) eine Vielzahl von Analysevorrichtungen (20) aufweist.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Biochipmodul (30) austauschbar ist.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysevorrichtung (20) in einem Gehäuse einer Milchmengenmesseinrichtung (9) angeordnet ist.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speichereinrichtung zum Speichern der ermittelten Werte vorhanden ist.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Melkvorrichtung (1) eine Alarmausgabeeinrichtung aufweist.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Melkvorrichtung (1) eine Ausgabeeinrichtung (12) zur Ausgabe der ermittelten Werte aufweist.
Melkvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Melkvorrichtung mit einer Datenbank verbindbar ist, die unter Verwendung der ermittelten Parameter Anweisungen an den Benutzer ausgibt.
Analysevorrichtung (20) zur Untersuchung biologischer Eigenschaften eines Gemelks, insbesondere für Kühe, wobei die Vorrichtung wenigstens einen für eine biologische Eigenschaft des Melkproduktes charakteristischen Wert bestimmt und diese Analysevorrichtung (20) wenigstens ein Biochipmodul (30), bevorzugt ein elektrisches Biochipmodul, aufweist.
Verfahren zur Bestimmung der Eigenschaften eines Gemelks mit den Schritten – Einführen einer Analysevorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen – Bestimmung wenigstens eines für eine biologische Eigenschaft des Gemelks charakteristischen Wertes. – Ausgabe des charakteristischen Werts.
Verwendung eines Biochipmoduls, insbesondere eines elektrischen Biochipmoduls für Melkvorrichtungen.