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Diese
Erfindung bezieht sich auf das Melken von Tieren und betrifft insbesondere
das Trennen der Vormilch bei einem automatischen Melkvorgang. Es ist
wohlbekannt, dass in dem Fall des Melkens von Kühen die Milch, die anfänglich aus
der Zitze eines Euters extrahiert wird, generell wegen der Verunreinigung
durch relativ hohe Mengen von Bakterien und/oder Schmutz von geringer
Qualität
ist. Dieser Anfangsmilchfluss wird üblicherweise die Vormilch genannt.
Damit die Gesamtqualität
und infolgedessen der Wert der von einer Kuh erhaltenen Milch nicht durch
die Vormilch beeinträchtigt
werden, ist es eine normale Praxis geworden, dass die Vormilch getrennt
und als Abfall behandelt wird. In der Vergangenheit wurde dies durch
den Arbeiter auf dem Melkstand dadurch bewirkt, dass einige Spritzer
der Milch aus jedem Euter entweder auf den Boden des Melkstandes
oder in einen Becher gelenkt wurden, bevor die Zitzenkappen der
Melkmaschine an die Euter der Tiere angelegt wurden. In den letzten
Jahren wurden automatische Melkmaschinen, die fähig sind, die Zitzenkappen,
ohne dass das Eingreifen eines Menschen erforderlich ist, an die
Zitzen anzulegen und für
derartige Melkautomaten geeignete Alternativen zum Trennen der Vormilch
entwickelt.
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In
US-A-4190020 wird eine Ventileinrichtung beschrieben, die an eine
Hauptmilchleitung, die zu einem Großtank führt, angeschlossen ist und
die einen zweiten Auslass aufweist, der an eine Abzweigleitung,
die zu einem Ablasstank führt,
angeschlossen ist. Eine an das Ventil angeschlossene Steuereinheit enthält einen
Timer, der die Ventileinrichtung steuert, so dass der Milchstrom
für einen
bestimmten Zeitraum von dem Beginn des Melkens an in die Abzweigleitung
und infolgedessen in den Ablasstank abgelenkt wird. Die Ventileinrichtung
enthält
ebenso einen Sensor zum Erfassen der Farbe der Milch mit der Aufgabe
des Erkennens von Milch, die durch Blut oder Eiter verunreinigt
ist, wird jedoch erst dann wirksam, wenn die vorbestimmte Zeit für die Trennung der
Vormilch abgelaufen ist. Mit einer solchen Einrichtung ist die Menge
der getrennten und verworfenen Vormilch für alle Tiere im Wesentlichen
konstant und diese Menge muss gewählt werden, um sicherzustellen,
dass in allen Fällen
die gesamte Menge der Vor milch geringer Qualität getrennt wird. Im Ergebnis
wird zwangsläufig
eine Menge der Milch guter Qualität zusammen mit der getrennten
Vormilch verloren gehen.
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Den
gleichen Nachteil weisen die Einrichtungen, die in US-A-5865138
und WO 99/31966 beschrieben werden, auf. Ersteres legt ein durch
einen Timing-Schaltkreis kontrolliertes Dreiwegeventil und/oder
einen Durchflusssensor zum Trennen der Vormilch offen, wohingegen
das Letztere eine mechanische Einrichtung verwendet, die durch das Sammeln
einer vorbestimmten Menge von Vormilch in einem Becher betrieben
wird.
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WO
96/13151 legt das Entfernen der Vormilch als einen getrennten Vorgang
vor dem Anlegen der Zitzenkappen für das Hauptmelken offen, wobei das
Vormelken mit einem zusätzlichen
Set von Zitzenkappen oder mit einer Zitzenreinigungsvorrichtung
durchgeführt
wird und die Vormilch für
einen festgelegten Zeitraum, der abhängig von den Ergebnissen einer
Prüfung
der Farbe, der elektrischen Leitfähigkeit oder des Filterwiderstands
der Vormilch, eingestellt werden kann, zu entfernen.
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung bereitzustellen, die den Verlust von Milch guter Qualität beim Trennen der
Vormilch verringern, während
das effektive Trennen der gesamten Vormilch sichergestellt bleibt.
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Spezieller
besteht die Erfindung aus einem Verfahren, ein Tier zu melken, wobei
die aus einer Zitze des Tieres extrahierte Milch entlang einer Milchbahn
in einen Behälter
gelenkt wird, ein anfänglicher Teil
der von der Zitze extrahierten Milch von der Milchbahn abgelenkt
wird und eine optische Eigenschaft der aus der Zitze extrahierten
Milch erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Eigenschaft
der Milch die Transparenz der Milch für elektromagnetische Strahlung
ist und dass das Ablenken des Anfangsmilchstroms von dem zu dem
Behälter
führenden
Milchpfad in Abhängigkeit
von der erfassten optischen Transparenz gesteuert wird.
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Das
Ablenken der Milch kann ebenso derartig gesteuert werden, dass die
Menge der getrennten Vormilch von der erfassten optischen Transparenz abhängig ist.
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Die
optische Eigenschaft der Milch, die erfasst wird, ist vorzugsweise
die Durchlässigkeit
der Milch in Bezug auf das Übertragen
von Licht durch die Milch hindurch. Es wurde be obachtet, dass die Transparenz
anfänglich,
während
der Milchstrom beginnt, schnell abnimmt und dann nach einer Anfangsspitze
bei der Lichtdurchlässigkeit
der Milch, der mit dem Fluss der Vormilch zusammenfällt, wieder
zunimmt.
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Infolgedessen
kann durch das Beenden der Trennung von Vormilch, wenn die Zunahme
der Transparenz erfasst wird, sichergestellt werden, dass die gesamte
Vormilch nicht akzeptabler Qualität getrennt wird, ohne dass
Milch guter Qualität
bei diesem Vorgang verloren geht.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ebenso eine Vorrichtung zum automatischen
Melken von Tieren bereit, die Folgendes umfasst: einen an eine Hauptmilchleitung,
durch die Milch, die aus einer Zitze extrahiert wurde, transportiert
wird, angeschlossenen Zitzenbecher, eine Einrichtung zum Lenken
der Milch, durch die Hauptmilchleitung oder zu einer Abzweigleitung
zu strömen,
Steuereinrichtungen zum Steuern der Vorrichtung, so dass eine anfänglich aus der
Zitze extrahierte Milchmenge in die Abzweigleitung gelenkt wird,
und eine optische Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer optischen
Eigenschaft der Milch stromaufwärts
der Strömungslenkvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, dass die optische Erfassungseinrichtung
eine Einrichtung zum Erfassen der Transparenz der Milch umfasst
und dass die Steuereinrichtung auf ein Signal der Erfassungseinrichtung
reagiert und die Stromlenkeinrichtung betreibt, um den Milchstrom
in die Abzweigleitung zu beenden und den Milchstrom durch die Hauptmilchleitung
zu lenken, wenn eine vorbestimmte Veränderung in der erfassten optischen
Transparenz eintritt.
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Die
Erfassungseinrichtung ist vorzugsweise eine Einrichtung zum Erfassen
der Transparenz der Milch für
das Übertragen
von Licht und diese Einrichtung weist entsprechend eine Lichtquelle,
wie zum Beispiel eine Leuchtdiode und einen lichtempfindlichen Baustein,
wie z. B. einen Fototransistor auf, die an entgegengesetzten Enden
der Milchstrombahn durch die Erfassungseinrichtung angeordnet sind.
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Die
Steuereinrichtung ist vorzugsweise programmiert, um die Stromlenkeinrichtung
so zu betreiben, dass der Strom der Milch bei der auf die anfängliche
Abnahme zu Beginn des Milchstroms folgenden erneuten Zunahme der
Milchtransparenz, beendet wird.
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In
Verbindung mit einigen automatischen Melkverfahren und -systemen
wurde vorgeschlagen, ein Vormelken der Zitzen zum Extrahieren der
Vormilch durchzuführen,
bevor die Zitzenkappen, die bei dem darauf folgenden Hauptmelkarbeitsgang
verwendet werden, an die Zitzen angelegt werden. Ein derartiges
System wird in WO 99/27775 beschrieben. Bei einem solchen System
wäre es
vorteilhaft, dazu in der Lage zu sein, erkennen zu können, ob das
Vormelken einer Zitze fehlerhaft abgeschlossen wurde, beispielsweise,
um zu verhindern, dass die Vormilch die in einem Großtank gesammelte
Milch erreicht und verschmutzt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt stellt die Erfindung deshalb ein automatisches Melkverfahren bereit,
bei dem das Vormelken zum Entfernen der Vormilch vor dem Hauptmelkarbeitsgang
ausgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Transparenz der Milch wenigstens
während
eines anfänglichen Zeitraums
des Hauptmelkarbeitsgangs erfasst wird und daraus bestimmt wird,
ob das Vormelken richtig ausgeführt
wurde.
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Wie
aus der Beschreibung und den Erklärungen die oben abgegeben wurden,
verstanden werden wird, kann fehlerhaft abgeschlossenes Vormelken
durch das Erfassen einer nach einem anfänglichen Abnehmen eintretenden
Zunahme der Milchtransparenz, die eine wegen des Vorhandenseins von
Vormilch erscheinende Spitze in der Lichtdurchlässigkeit, während eines kurzen Zeitraums
von dem Beginn des Milchstroms an, anzeigt, erkannt werden. In Reaktion
darauf, dass fehlerhaftes Vormelken erkannt wurde, kann der Hauptmelkarbeitsgang
unterbrochen werden oder eine Einrichtung, wie zum Beispiel ein
Dreiwegeventil, kann betätigt
werden, um, während
des Hauptmelkarbeitsgangs, einen ersten Teil des Milchstroms von
einer Milchleitung, entlang der die Milch normalerweise während des
Hauptmelkarbeitsvorgangs zu einem Sammelbehälter geführt wird, weg abzulenken.
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Erfindungsgemäß wird zum
Durchführen
des Verfahrens des weiteren Aspekts ebenso eine automatische Melkvorrichtung
bereitgestellt, die Folgendes umfasst: Einrichtungen zum Vormelken
einer Zitze eines Euters, eine Zitzenkappe zum Befestigen an der
Zitze nach dem Vormelken zum Ausführen eines Hauptmelkarbeitsgangs,
bei dem die durch die Zitzenkappe extrahierte Milch durch eine Milchleitung zu
einem Behälter
geführt
wird, und eine Transparenzerfassungseinrichtung zum Erfassen der
Transparenz der durch die Zitzenkappe aus der Zitze extrahierten
Milch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Unterbrechen
der Einspeisung der Milch in den Behälter in Reaktion auf die durch
die Erfassungseinrichtung erfasste Zunahme der Milchtransparenz, die
einer anfänglichen
Abnahme der Transparenz zu Beginn der Milchextraktion, während des
Hauptmelkarbeitsgangs folgt, bereitgestellt werden.
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Um
ein eindeutiges Verständnis
der Erfindung zu unterstützen,
wird die Erfindung im Folgenden ausführlicher beschrieben, wobei
Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen wird, wobei
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1 ein Diagramm ist, das
die Transparenz der Milch für
die Übertragung
von Licht während
des Verlaufs des Melkens eines Viertels des Euters einer Kuh in
Abhängigkeit
von der Zeit darstellt und
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2 eine schematische Darstellung
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
einer automatischen Melkmaschine ist.
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Das
Diagramm der 1 zeigt,
wie sich die Milchtransparenz für
Licht typischerweise im Verlauf des vollständigen Melkens eines Viertel
des Euters einer Kuh ändert.
Der Milchstrom durch den Transparenzsensor beginnt zu einem Zeitpunkt
t1 und wie zu erwarten, nimmt die erfasste
Transparenz, wegen des Einflusses der in den Sensor eintretenden
Milch, schnell ab. Es wurde beobachtet, dass die Transparenzkurve
dann, anstatt auf einer niedrigeren Ebene zu verflachen, anfänglich erneut
ziemlich stark ansteigt, was bedeutet, dass die Lichtdurchlässigkeit der
Milch zu dem Zeitpunkt t2 eine Spitze erreicht,
wie in der 1 angeben.
Der Anstieg der Transparenzrate verringert sich bald, wonach die
Kurve für
eine Zeit verflacht, bevor sie, während das Melken abläuft, stufenweise
abfällt.
Am Ende des Melkens endet der Milchstrom und die durch den Sensor
erfasste Transparenz kehrt im Wesentlichen sofort auf den Ausgangswert
zu Beginn des Melkens zurück.
Der innerhalb von ungefähr
15 bis 20 Sekunden nach Beginn des Milchstroms eintretende ausgeprägte Dip
der Transparenzkurve, wird durch die Vormilch verursacht. Durch
das Erfassen dieses Dips und das Abtrennen der Milch, die bis zu
dem Zeitpunkt t3 strömt, wird die gesamte Vormilch
aus der zum Verbrauch gesammelten Milch ausgeschlossen, ohne dass
eine Menge der Qualitätsmilch
in der Folge davon, dass sie mit der Vormilch in den Abfall gelenkt
wird, verloren geht.
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Die 2 stellt Teile einer automatischen Melkmaschine
dar. Die weiteren Teile, die nicht in der Zeichnung gezeigt werden,
bilden keinen Bestandteil der Erfindung und können in der Technik des Melkens
als allgemein bekannt vorausgesetzt werden.
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Obwohl
nur eine einzelne Zitzenkappe 1 dargestellt ist, versteht
es sich, dass bei einer Maschine zum Melken von Kühen generell
vier solcher Zitzenkappen bereitgestellt werden. Die Zitzenkappe
ist mit einem Milchrohr 2 verbunden, das eine Milchleitung zum
Transportieren der Milch in einen Sammelbehälter 3, wie zum Beispiel
einen Großtank,
bildet. Selbstverständlich
könnte
ein Milchzählwerk
zum Messen des Milchstroms in der Milchleitung enthalten sein sowie
auch andere Einrichtungen, wie zum Beispiel Sensoren zum Erkennen
der Milch, die von einer Kuh stammt, die unter Mastitis leidet.
In kurzem Abstand von der Zitzenkappe 1 ist das Milchrohr 2 mit
einem Milchtransparenzsensor 4 ausgestattet. Der Sensor hat
eine durch ihn hindurchlaufende Milchbahn mit einer Lichtquelle 5,
wie zum Beispiel eine Leuchtdiode, die auf einer Seite der Milchbahn
angeordnet ist, und einen lichtempfindlichen Baustein 6,
der auf der anderen Seite der Strombahn direkt gegenüber der Lichtquelle
angeordnet ist, so dass der Sender, abhängig von der Lichtübertragung
quer durch die Strombahn und folglich abhängig von der Transparenz der
entlang der Strombahn strömenden
Milch, ein Signal erzeugen wird. Stromabwärts des Sensors 4 und
Idealerweise sehr nahe an diesem, wird ein Dreiwegeventil 7 in
der Milchleitung bereitgestellt, wobei dieses Ventil einen Abzweigauslass 8 aufweist,
an dem ein Ende eines Rohrs angeschlossen ist, und das andere Ende
des Rohrs ist an einen Behälter 10 für Milchabfall
angeschlossen oder könnte auf
eine Abflussrinne gerichtet sein. Das Ventil 7 hat ein
Ventilelement 11, das eingerichtet ist, den Strom durch
die Milchleitung zu dem Sammelbehälter 3 zu unterbrechen
und die Milch stattdessen durch den Abzweigauslass 8 in
das Rohr 9 und infolgedessen zu dem Abfallbehälter 10 abzulenken.
Eine Steuereinheit 12 ist angeschlossen, um ein Ausgangssignal von
dem Transparenzsensor 4 zu empfangen und um ein Steuersignal
zum Steuern des Ventilelements 11 des Dreiwegeventils 7 auszugeben.
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Wenn
die Vorrichtung zum Trennen der Vormilch verwendet wird, kann das
Ventilelement 10 des Dreiwegeventils, wenn die Zitzenkappe 1 an
der Zitze T befestigt ist, anfänglich
eingestellt werden, um die aus der Zitzenkappe entlang des Milchrohrs 2 strömende Milch
zu dem Abfallbehälter 10 zu
lenken oder die Steuereinheit 12 kann programmiert werden,
um das Ventilelement 11 bei Empfang eines Signals von dem
Transparenzsensor 4, das angibt, dass der Milchstrom begonnen
hat, d. h. zu dem Zeitpunkt t1 in der 1, in dieser Position einzustellen. Während das
Melken abläuft,
wird die durch den Sensor 4 erfasste Milchtransparenz der
in der 1 gezeigten Kurve folgen.
Die Steuereinheit 12 bestimmt, wann der Dip oder die umgekehrte
Spitze A in der Transparenzkurve geschehen ist, und wird zu einem
Zeitpunkt t3 ein Signal an das Ventil 7 senden, das
Ventilelement 11 umzuschalten, so dass der nachfolgende
Milchstrom entlang der Hauptmilchleitung zu dem Speicherbehälter 3 gelenkt
wird. Selbstverständlich
wird, um die Milch in der Milchleitung zwischen dem Sensor 4 und
dem Ventilelement 11 zu berücksichtigen, die Betätigung des
Ventils 7 geringfügig
verzögert.
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Der
Sensor 4, das Ventil 7 und die Steuereinheit 12 können ebenso
dazu dienen, die von Mastitis betroffene Milch zu erkennen und solche
Milch zu dem Abfallbehälter 10 zu
lenken. In dem Fall, dass solche Milch erkannt wird, z. B. wird
eine charakteristische geringe Milchtransparenz erfasst, wird die Steuereinheit
mit dem Aufrechterhalten der Einstellung des Ventils 7 zum
Ablenken der gesamten Milch zu dem Abfallbehälter 10 reagieren.
Selbstverständlich
können,
falls bevorzugt, andere Einrichtungen zum Erkennen der von Mastitis
betroffenen Milch bereitgestellt werden, z. B. ein Leitfähigkeitssensor
zum Umleiten des Milchstroms, so dass diese Milch den Speicherbehälter 3 nicht
erreicht.
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Die
Vorrichtung der 2 kann
alternativ bei einer Melkmaschine verwendet werden, die eingerichtet
ist, um einen vorbereitenden Vormelkarbeitsgang durchzuführen, bevor
die Zitzenkappe 1 an der Zitze T für einen nachfolgenden Hauptmelkarbeitsgang
befestigt wird, um zu erkennen, ob das Vormelken, mit der Folge,
dass aus der Zitze während
des Hauptmelkvorgangs Vormilch extrahiert wird, inadäquat abgeschlossen
wurde. In diesem Fall wird, wenn die Zitzenkappe an der Zitze befestigt
ist, da keine Vormilch zu erwarten ist, die Steuereinheit 12 programmiert,
das Ventil 7 so einzustellen, dass die Milch entlang der
Hauptmilchleitung zu dem Speicherbehälter 3 gelenkt wird.
In dem Fall das die umgekehrte Spitzeneigenschaft oder Dip-Eigenschaft
A der Transparenzkurve erkannt wird, wodurch das Vorhandensein von
Vormilch angezeigt wird, wird die Steuereinheit 12 durch
eine derartige Betätigung
des Ventils 7 reagieren, dass das Ventilelement 11 den
Abzweigablass 8 öffnet
und die Vormilch in den Abfallbehälter 10 abgelenkt
wird. Nach einer ausreichenden Verzögerung, um alle Vormilch durch
das Ventil 7 strömen
zu lassen, kann das Ventil 7 durch die Steuereinheit neu
eingestellt werden, um den Strom in den Speicherbehälter 10 für gute Milch zu
lenken. Es wird anerkannt werden, dass bei dieser Ausführung das
Ventil 7 so angeordnet werden muss, dass das Vorhandensein
von Vormilch erkannt werden kann und dass das Ventil, falls erforder lich,
betrieben werden kann, bevor jegliche Vormilch durch das Ventil
in die zu dem Behälter 3 führende Milchleitung
strömen
kann. Anstelle des Betreibens des Ventils 7 könnte die
Vorrichtung eingerichtet werden, um auf eine andere Art und Weise
zu reagieren, wie zum Beispiel durch das Unterbrechen der Hauptmelkphase
des Melkarbeitsvorgangs, wenn das Vorhandensein von Vormilch unerwartet
durch den Transparenzsensor 4 und die Steuereinheit 12 entdeckt
wird.
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Modifikationen
sind selbstverständlich
möglich,
ohne den Anwendungsbereich der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise
könnte
der Transparenzsensor, wie auch das Umleitventil, in den Aufbau
der Zitzenkappe aufgenommen werden.