بقلم: سكوت داتفيلد
اخترعت المزارعة الأمريكية آنا بالدوين Anna Baldwin آلة حلب ميكانيكية مبكرة في عام 1879. استُخدم تصميم بالدوين الحاصل على براءة اختراع مضخة تعمل يدوياً، وإبريق تجميع وكوب حلمة Teat cup مطاطي لشفط الحليب. حالياً، تستخدم آلات الحَلْب التفريغية لسحب الحليب من الضروع Udders. يعلق المزارعون 4 أكواب شفط على ضروع البقرة، مما يشكل سدادة حول كل حلمة. يوجد بداخل الكوب أنبوب وبطانة لتجميع الحليب. يوصل صمام متصل بالجهاز، يسمى المضخة النابضة Pulsator، بمضخة تفريغية ويتحكم في تقلب الضغط داخل الكوب. عندما تكون المضخة التفريغية نشطة أثناء ”طور الحَلْب“ Milking phase، تتحرك البطانة إلى وضع مفتوح وتسحب الحليب من الحلمة، فيتدفق إلى أسفل أنبوب الحليب. خلال ”طور الراحة“ Rest phase، يزال الفراغ ويعود الضغط في الكوب إلى مستويات الضغط الجوي. تشكل هذه المراحل ”دورة النبض“ Pulsation cycle، حيث تكون النسبة بين الوقت المستغرق في الحَلْب والراحة في دورة واحدة، أو ”النبض“، 60: 40 بمعدل 60 نبضة في الدقيقة.
”تُحلب كل بقرة في مزرعة الألبان لمدة تتراوح بين 5 و7 دقائق“
تُحلب كل بقرة في مزرعة الألبان لمدة تتراوح بين 5 إلى 7 دقائق، بواقع 2 إلى 3 مرات في اليوم. يبلغ إنتاج البقرة الحلوب النموذجية نحو 4 لترات من الحليب يومياً. ولكن خلال فترة ذروة الرضاعة، بعد نحو 60 إلى 100 يوم من الولادة، يمكن للأم الجديدة إنتاج ما يصل إلى 60 لتراً من الحليب يومياً. ليست الأبقار هي الحيوانات الوحيدة التي تُحلب ميكانيكياً. هناك نحو 218 مليون ماعز في العالم، يوصل الكثير منها بانتظام بآلة الحَلْب لاستخراج حليبها. وفي دولة الإمارات العربية المتحدة، تربط إناث الإبل بمضخات آلية لتجميع حليبها.
آلات حلب ذكية
كيف تلغي تلك الآلة العمل اليدوي من عملية الحَلْب
1 طور الحَلْب Milking Phase
يُستخرج الحليب لمدة 300 مللي ثانية تقريباً خلال طور الحَلْب.
2 طور الراحة Rest Phase
يستغرق طور الراحة نحو 150 مللي ثانية خلال الدورة النبضية.
3 ضغط الهواء الجوي Atmospheric Air Pressure
أثناء طور الراحة، يكون الهواء الموجود بين الكوب والبطانة عند الضغط الجوي النموذجي.
4 التفريغ Vacuum
تقلل المضخة التفريغية ضغط الهواء وتسحب البطانة بعيداً، فتستخرج الحليب من الحلمة.
5 سدادة Seal
ينشئ كوب الحلمة سدادة حول الحلمة، والتي تثبت بفعل الشفط الناتج عن المضخة التفريغية.
6 البطانة Liner
توجد بداخل الكوب بطانة مطاطية مرنة لسحب الحليب من الحلمة باستخدام المضخة التفريغية.
روبوتات في مزرعة الألبان
يُحلب واحد من كل 10 قطعان في المملكة المتحدة باستخدام آلات الحَلْب المؤتمتة أو الروبوتية. من أجل إعفاء أيدي المزارعين من ربط أكواب الحَلْب يدوياً، أنشئت أنظمة حلب آلية لتثبيت الأكواب بشكل مستقل على الضرع من أجل الحَلْب. بمجرد دخول البقرة إلى مربط الحَلْب، يكتشف المجس علامة تعريف حول ساق البقرة. ثم يمتد ذراع روبوتي لتثبيت أكواب الحَلْب بكل حلمة. يُعصر الحليب عن طريق الأطوار النبضية نفسها مثل أي آلة حلب يدوية. إحدى الفوائد الرئيسية لطريقة الحَلْب هذه نجد ”الحَلْب الطوعي“ Voluntary milking. عن طريق الوصول إلى الغذاء، تتعلم الأبقار الدخول إلى الآلة من تلقاء نفسها وإخضاع نفسها للحلب ”طوعاً“. تسمح علامة التعريف للنظام بمراقبة الإحصائيات المتعلقة بناتج كل بقرة من الحليب بحيث تمنع الإفراط في الحَلْب.
