Exigência do equipamento de ordenha

O equipamento de ordenha foi desenvolvido para reduzir o trabalho árduo da ordenha manual. Os antigos egípcios tentaram inserir tubos nos canais das tetas para facilitar a ordenha. Contudo, foi somente em 1830 que o primeiro equipamento de ordenha com tubos surgiu. A partir daí o desenvolvimento técnico não cessou. Diferentes tipos de princípios de ordenha foram testados. Máquinas imitando a ordenha manual foram fabricadas. O equipamento de mais sucesso foi baseado no princípio de sucção. Em 1851 introduziu-se o uso de vácuo pela primeira vez e em seguida desenvolveu-se o copo de teteira de uma câmara. O copo de teteira de duas câmaras foi inventado em 1905, quando foi apresentado um equipamento de ordenha comparável aos equipamentos que temos hoje.

O equipamento de ordenhafabricadopor Jens Mielsen em 1892 (à esquerda) e o equipamento de ordenha fabricadopor Anna Baldwín em 1879 (à direita). (De I’Jansson. O desenvolvimento da ordenhadeira mecânica).

Requisitos biológicos sobre a ordenhadeira mecânica

Que tipos de exigências impomos sobre a ordenhadeira mecânica? Quando se construiu o primeiro equipamento de ordenha, a necessidade era definida em remoção eficiente do leite sem causar danos nas tetas, bem como sendo uma ferramenta para o produtor para reduzir a mão de obra necessária para efetuar a ordenha. Para atender estas demandas, o desenvolvimento da ordenhadeira mecânica precisa ser uma tarefa multidisciplinar entre biólogos, engenheiros e veterinários.

Como a ordenhadeira mecânica age sobre a teta? O princípio do equipamento de ordenha difere do princípio da ordenha manual ou de sucção. Durante a ordenha manual, o leite é pressionado para fora, enquanto que na sucção o leite é principalmente pressionado e até certo ponto sugado. Na ordenha com a ordenhadeira mecânica, o leite é sugado para fora por uma diferença de pressão entre a parede interna do úbere e o insuflador.

Durante a ordenha manual o leite é pressionado para fora.

Se a teta é exposta a uma sucção constante, teremos um acúmulo de sangue. Por isto a ordenhadeira mecânica é construída de tal forma que a sucção é interrompida por movimentos rítmicos (abertura e fechamento) do insuflador. A conseqüência disto é que a teta recebe massagem e evita-se a lesão do esfíncter.

Na sucção o leite é principalmente pressionado para fora e em algum grau sugado para fora.

Todas as partes na unidade de ordenha devem ser cuidadas e consideradas como componentes vitais no sistema de ordenha. Por exemplo, qual é a importância de se construir um insuflador de alto desempenho se o ritmo da pulsação, o nível de vácuo ou as dimensões dos tubos de leite são inferiores-. No entanto, para se compreender melhor o sistema como um todo, discutiremos a importância e os requisitos de diferentes componentes.

Durante a ordenha mecânica é sugado para fora.

A teteira

A unidade de ordenha consiste de quatro copos de teteiras (cada um com copo metálico/plástico, um insuflador flexível e um tubo curto de pulsação), um coletor de leite, um tubo longo de leite e no tubo longo de pulsação (Figura 3 1). A teteira consiste de uma cabeça, um corpo em forma de barrilete e um tubo curto integrado de leite (Figura 32). O insuflador é a única parte do equipamento de ordenha que fica em contato direto com a teta. O projeto do insuflador é portanto de grande importância para uma ordenha eficiente- e um bom trato da teta. Experiências comparativas mostram que o projeto do insuflador afeta as características da ordenha mais que qualquer outro componente do equipamento de ordenha. O projeto de teteira pode influenciar fatores tais como leite residual, o “deslizar” das teteiras durante, tempo de ordenha, conforto para a teta e saúde do úbere. As teteiras devem ser projetadas de forma a não permitirem vazamento de ar nos extremos dos copos de teteiras, devem ter uma cabeça e corpo que encaixam-se às tetas de modo a minimizar. escorregamentos e queda das unidades de ordenha. A teteira deve ordenhar rapidamente e tão completamente quanto possível, reduzindo danos e lesões nas tetas.

Pode-se encontrar no mercado uma enorme variedade de teteiras, os quais se propõem a atender estas difíceis tarefas. Como exemplo pode-se mencionar os diâmetros dos lábios, que variam entre 18 e 27 mm e a espessura da borda do bocal de 20-28 mm. A razão para toda esta variação de teteiras deve-se principalmente à multiplicidade de tamanhos de tetas em diferentes raças. No entanto, esta multiplicidade é normalmente maior entre um mesmo rebanho que entre raças ou rebanhos diferentes. Vale notar que quando a teteira é curta demais, seu corpo não terá espaço suficiente para ceder e colapsar sob a teta, tendo como conseqüência uma ordenha insuficiente. Por outro lado uma teteira grande demais pode causar um escorregamento freqüente.

Copo da teteira do conjunto de ordenha e seus componentes.

Além dos diferentes designs de teteiras, o material também varia.
As teteiras podem ser fabricadas de borracha natural, sintético ou de silicone.As teteiras de borracha natural se deterioram mais rápido devido ao contato com a gordura, resultando em curta vida útil. Entretanto, as borrachas de borracha sintética ou misturas de borracha sintética e natural são mais comumente utilizadas atualmente.

A teteira deve ser fabricada para suportar stress extremo. Ela pulsa uma vez por segundo, mais de 400.000 vezes por mês, e ao mesmo tempo ela é esticada 20% ou mais de seu formato. Por isso, reposições regulares são recomendadas para assegurar a excelente elasticidade da teteira.

Corte vertical de uma teteira.

Tão logo as tetas entram na teteira, estas sofrem um estiramento de mais ou menos 40-50% de seu comprimento inicial em função o nível de vácuo de ordenha. Durante a ordenha a teta move-se mais para dentro da teteira nos primeiro segundos, para então cessar o movimento até o cessar do fluxo de leite no quarto de úbere específico. No final da ordenha a teteira às vezes se arrasta para cima, estrangulando a passagem de leite da cisterna do úbere para a cisterna da teta – um fenômeno que a longo prazo influenciará negativamente a produção de leite devido ao seu efeito no leite residual. De fato, há diversos fatores influenciando a penetração da teta na teteira. Estes fatores estão relacionados à teta, ao vácuo, a teteira, a unidade de ordenha e a fricção entre a teteira e a teta. Uma penetração ideal é obtida quando todos estes fatores interagem cooperando uns com os outros. O movimento da teteira durante um ciclo de pulsação resulta na extração do leite e na massagem do úbere. O ciclo de pulsação pode ser dividido em quatro diferentes fases a, b, c e d.

Ciclo de pulsação a = fase de abertura, b = fase de ordenha, c =fase de fechamento, d = fase de massagem.

Durante a fase a, fase de abertura, a teteira começa a abrir-se resultando no início do fluxo de leite da teta. Durante a fase b, fase de ordenha, o leite continua a fluir. Na seguinte fase a teteira começa a fechar evitando o fluxo de leite da teta. Na última fase, d, chamada fase de massagem ou de repouso, a teteira mantém-se fechada pressionando a teta.

Para obter-se uma ordenha o mais eficiente possível e garantir uma boa saúde do úbere a fase de massagem deve ser inferior a 15% do ciclo de pulsação ou 150 ms. O movimento da face do insuflador é afetado pelo fluxo de leite de tal forma que altos fluxos de leite são associados a uma fase curta de massagem, o que a longo prazo afeta a saúde do úbere. Um trabalho recente de desenvolvimento e pesquisa resultou na criação do insuflador chamado Harmony, cuja fase de massagem não sofre o efeito do fluxo de leite (Figura 34). O movimento da teteira é crítico durante o início e final da ordenha quando o fluxo de leite é baixo.

A força exercida pela teteira fechada faz com que o canal da teta se feche. Para superar a pressão diastólica nas veias sanguíneas recomenda-se uma pressão nas tetas de aproximadamente 10 kPa, onde a diferença de pressão é de 50 kPa. Além das diferenças de vácuo e pressão a teteira tem um papel importante para a eficiência da massagem. Recomenda-se teteiras mais macias para nível baixo de vácuo e teteiras mais rijas para níveis mais altos de vácuo.

Pode-se concluir que para manter um bom estado da teta e para criar a melhor performance na ordenha, as dimensões da teteira devem ser apropriadas para o rebanho.  A teteira deve ser adaptada também para os níveis de vácuo na instalação. As teteiras devem ser montadas sob tensão moderada e ter um bocal relativamente macio. Para manter seu desempenho, a reposição da teteira deve ocorrer após 2500 ordenhas ou a cada 6 meses de uso, o que incidir primeiro. Alguns tipos de teteiras têm componentes cuja vida útil é de 1000 – 2000 ordenhas.

Movimento da parede da teteira em relação ao fluxo.

Copo da teteira

O copos para teteiras são normalmente fabricados de aço inoxidável. No entanto, durante as últimas décadas, construções de plástico têm aparecido no mercado. A exigência sobre o copo é que este adapte-se ao formato específico da teteira, que seja fácil de manusear durante a ordenha e que seja construído de material que suporte o trato duro, como por exemplo os coices dados pelas vacas. Para efeito de otimização da unidade de ordenha o peso do copo de teteira deve ser  otimizado.

Coletor

O coletor conecta o tubo curto de pulsação e o tubo curto de leite dos quatro copos de teteiras para o tubo longo de pulsação e de leite, respectivamente. Diferentes tipos de coletores existem no mercado com variações de material, volume da câmara de leite (50 – 500 ml), o orifício de admissão de ar e o projeto “interno” .

Um bom exemplo de coletor bem sucedido na tarefa de atender muitas exigências é o coletor Harmony. Neste coletor as flutuações de vácuo são baixas mesmo quando se tem alto fluxo de leite, já que o leite, é removido do fundo através do topo do coletor através de um tubo central. Isto significa que há sempre espaço restante no coletor, não havendo preenchimento de leite por completo. Conseqüentemente há sempre um volume adicional de reserva para vácuo. O leite é continuamente removido do coletor e o leite extraído é gentilmente tratado de forma a não causar aumento de ácidos da gordura do leite.

A unidade de ordenha

A unidade de ordenha consiste de quatro copos de teteiras, cada qual incluindo uma teteira conectada ao coletor de leite. As exigências especiais impostas sobre a unidade de ordenha são de terem um peso apropriado para redução de leite residual, escorregamento e quedas. O aumento no peso da unidade de ordenha resulta geralmente em menos leite residual, mas aumenta os escorregamentos e as quedas. Para adicionar peso à unidade alguns fabricantes aumentam o peso do coletor enquanto que outros adicionam peso aos copos das teteíras. A situação ideal é quando se tem a maior parte do peso nos copos das teteiras para dar igual distribuição de peso entre os quatro quartos de úbere. No entanto, de todos os componentes na unidade de ordenha, os tubos longos de leite e de pulsação têm o maior efeito na distribuição de peso, já que o alinhamento insuficiente dos tubos podem causar desequilíbrio em sua distribuição.

No conceito Harmony o peso da unidade de ordenha é menor, tanto nos copos das teteiras como no coletor, melhorando a situação ergonômica para o ordenhador. Paralelamente têm se dispendido grandes esforços de desenvolvimento para achar o melhor desempenho da teteira em conjunto com um peso menor da unidade de ordenha, sem perda de desempenho na ordenha. A consideração no aspecto de bom desempenho de ordenha resultou em uma maior área de saída para o tubo curto de leite bem como no volume do tubo curto de leite.

Vácuo e pulsação

Como os parâmetros do equipamento de ordenha tais como o vácuo, freqüência e relação de pulsação influenciam a eficiência na ordenha? Comprovou-se que níveis de vácuo superiores a 50 kPa resultam em pouca ou nenhuma vantagem para uma ordenha eficiente. Como pode-se ver na figura 36 o fluxo máximo de ordenha e o leite residual aumentam com o aumento do nível de vácuo. Por outro lado, incidência de hiperqueratose do orifício externo da teta e o aumento no grau de congestão induzida pelo equipamento também aumentam, sendo importante encontrar o nível de vácuo ideal para cada sistema individual de ordenha. Por exemplo em instalações de linha baixa níveis de vácuo em tomo de 42 kPa são comparáveis a 50 kPa em instalações de linha alta. Manter a estabilidade de vácuo é do maior interesse quando se pensa em rnastite. Por isto as flutuações cíclicas de vácuo devem ser reduzidas, por exemplo admitindo-se ar no coletor, melhorando o projeto do insuflador para minimizar escorregamentos e quedas da unidade e, é claro, para uma remoção suave no final da ordenha. Antes de remover os copos de teteiras do úbere, o uso da válvula de fechamento é essencial para reduzir flutuações de vácuo.

Efeito do nível de vácuo no fluxo máximo de leite (linha sólida) e leite residual (linha pontilhada). (De Mein, In Machine milking and lactation, ed Bramley et al, 1992).

Os efeitos de variadas velocidades e relações de pulsação no fluxo máximo* (4daplado do Main, In Machine milking and laciation, ed Bramley et al, 1992).

*Fluxos máximos comparativos para um grupo de vacas ordenhadas com vácuo de 51 kPa (1 5 1-lg). Resultados são
expressos como porcentagens de fluxos máximos obtidos ç-m uma razão de pulsação de 40 ciclos/minuto e relação de pulsação de 50%, ou seja, com insuflador mais que semiaberto durante 50% do ciclo de pulsação quando testado com os insufladores.

A velocidade e relação de pulsação são parâmetros que também influenciam as características, tais como fluxo de leite e tempo de ordenha (Tabela 4). O ritmo de fluxo máximo aumenta com o aumento do ritmo de pulsação até 160 ciclos/minuto dependendo da razão de pulsação. Como comparação, reportou-se que o bezerro usa uma freqüência de 120 ciclos por minuto durante a sucção. Se a razão é elevada para aproximadamente 80% uma queda no fluxo máximo pode ser observado, provavelmente devido a um insuficiente nível ou duração da carga compressiva na teta. Uma recomendação para uma pulsação eficaz é que o insuflador deve estar totalmente fechado durante um mínimo de 15% do ciclo de pulsação para superar a congestão induzida pelo vácuo de ordenha. Experiências comprovam que a relação ideal de pulsação é 60:40 ou 70:30 em um ritmo de pulsação de 60 ciclos por minuto.

Ergonomia

As exigências sobre o equipamento de ordenha e salas de ordenha do ponto de vista ergonômico devem ser altas, já que a atividade leiteira é uma das atividades agrícolas mais pesadas. Altas incidências de problemas dos órgãos locomotores são encontrados entre produtores de leite. Os produtores de leite freqüentemente reportam problemas nos cotovelos, costas, joelhos, mãos e juntas.

O desenvolvimento começou evoluindo-se das ordenhadeiras de balde para instalações canalizadas, o que foi um tremendo progresso para a situação de trabalho do produtor de leite. Durante os anos 70 extratores automáticos de teteiras foram introduzidos. Desde então o desenvolvimento tem continuado e resultado em muitos novos produtos. O conceito do Harmony inclui uma unidade de ordenha com peso menor e fácil de manusear. Comparando-se a unidade de ordenha convencional com a unidade Harmony, o peso desta unidade foi reduzida em mais de 40%. A carga para o operador de ordenha foi reduzida, bem como o tempo da rotina de ordenha. O conceito do EasyLine foi o próximo passo adaptado para estábulos canalizados. O EasyLine é um sistema de trilho que parte da sala de leite passando através de todo o estábulo.

Em um estudo realizado pelo Serviço de Saúde dos Produtores Suecos constatou-se que o EasyLine reduz os problemas de saúde decorrente da atividade.

A ordenha com EasyLine reduziu os problemas com órgãos locomotores dos produtores.

Na sala de ordenha extratores automáticos de teteiras são comuns, bem como os “braços de serviço”. Hoje é também possível dispor de um piso móvel (ComFloor) na sala de ordenha, adaptando o piso do fosso à altura do ordenhador.