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对挤奶设备的要求 挤奶机器的发展可以减轻一些繁琐复杂的手工操作。古代的埃及人曾经试着将管子接到乳导管道里，以加速挤奶，但是直到1830年才出现第一台导管式挤奶机，在这以后，技术的发展层出不穷，人们尝试了许多不同的原理来制造挤奶机器，并设计出了效仿手工挤奶的机器。该设计获得了成功，它主要采用了吮吸原理。1851年，真空应用理念首次引入，之后出现了单室奶杯。直到1905年，双室奶杯的发明，这才具备了现代挤奶机器的雏形。 ?  图片说明： 1892年? Jens Nielsen 设计的挤奶机器（左面） 和1879 Anna Baldwin年 设计的挤奶机器（右面） （节选自 T. Jansson. 挤奶机器的发展。1973） ? 挤奶机器的生物学要求 挤奶机器需要满足什么样的要求呢？开发第一台挤奶机的时候，这个要求是这样定义的：挤奶效率要高，不会造成奶头的损伤，是挤奶工人减轻劳动量的工具。为了满足这些需求，挤奶机器的发展呈现出一个多学科发展的态势，在这个过程当中，生物学家，工程学家以及兽医进行了密切的合作。 挤奶机器对奶头有什么影响呢？挤奶机的挤奶原理和手工操作及小牛吮吸的原理不同。在手工挤奶的过程中，奶是被压出来的，而小牛吮吸的时候，奶主要是压出来的，但是也有一部分是吸出来的。在机器挤奶的时候，奶是由乳房内壁和奶被内套之间的压力差吸出来的。 ? 图片说明：在手工挤奶的时候，奶是被挤压出来的 返回最上端 ? 如果一直吮吸奶头的话，里面会积累血液和淋巴。因此，设计挤奶机器的时候，吮吸必须伴随着奶被内套有规律的脉动，一开一关。这样，就像在为奶头按摩，可以防止乳头充血肿胀。 ? 图片说明：吮吸的时候，奶主要是挤压出来的，但是也有一部分是吸出来 挤奶机器的每一个部分都是整个系统必不可少的要素。例如，如果脉动频率，真空度，或者奶管尺寸不很理想的话， 还谈什么创建优化功能的奶杯内套的重要性？然而，如果要想对整个系统有更好的了解，让我们首先来探讨一下不同部件的重要性和设计要求。 图片说明：在机器挤奶的时候，奶是被吸出的。 返回最上端 奶杯内套 挤奶杯组一共有四个奶杯，每个奶杯都有一个奶杯外壳，一条奶杯内套，一条短脉动管，一个集乳器，一条长奶管和一条长脉动管。奶由部，粗奶管和一条的集成短奶管组成。是整个挤奶系统唯一和奶头有直接接触的部件，因此的设计对于理想的牛奶产量和奶头处理都具有至关重要的作用。对比实验显示，对牛奶质量的影响要远大于系统的其他组成部分。的设计可以影响到的因素有：剩奶管是否会滑脱，挤奶的时间，奶头的处理和乳房的健康。设计的时候必须保证奶杯外壳两端的连接处都要不漏气，内套入口和粗奶管要和奶头匹配，避免滑落和挤奶杯组松脱。挤奶必须要迅速，而且要尽可能的彻底，减少奶头的充血肿胀和受伤。 市场上各种各样型号的都有，以满足不同需求。例如，内套入口唇部的直径有18-27毫米不等，粗奶管孔直径有20-28毫米不等。奶杯内套的设计规格之所以有较大的差别，是因为不同奶牛的奶头大小和结构不尽相同。当然，一个牛群内的乳头大小的范围通常比大多数牛群和品种之间的平均差别要大。应该注意的是，如果奶杯内套比较短，乳头下放的粗奶管将没有足够的空间闭合，导致挤奶效率偏低，而如果奶杯内套太大的话，则经常会脱落。 图片说明：奶杯内套的切面图 返回最上端 ? 由于奶管的设计方式不同，所以制作奶管的原材料也不尽相同。奶管可以用天然橡胶，合成橡胶或者硅橡胶制成。由于会和脂肪接触，天然橡胶的老化也快一些，这样就导致奶管的工作寿命变短。因此，现在通常采用合成橡胶或者合成橡胶和天然橡胶的混合材料来制造奶管。 奶管的设计必须能经受极大的压力，奶管每秒钟就会振动一次，一个月就会振动4000000次，同时它还会被拉长的原来长度的120%。因此，奶管要定期更换，以保证其理想的弹性。 ? 返回最上端 ? 按道理的话，奶头进入打开的奶杯内套后，由于挤奶机的真空压力，会拉长到挤奶前长度的140-150%。在挤奶开始的最初几秒钟，奶头进一步被吸入到奶管，接下来就不会再动，直到那个特定乳区没有牛奶流出。挤奶快要结束的时候，奶杯内套有时会沿着奶头缓慢上移，这样就会阻止牛奶从乳池到奶头的流动，长期下来的话会影响到牛奶产量，因为对剩奶的效果。事实上，很多因素都会影响到奶头进入的深度。这些因素涉及到奶头，真空，奶杯内套，按奶杯组以及奶杯内套和奶头之间的摩擦。只有当这些条件都配合起来的时候，才会达到最佳的奶头进入深度。在一个脉动周期里由于，奶杯内套的动作导致了挤出牛奶和乳房按摩。脉动周期可以分为四个不同阶段，a, b, c和d.‘ ? 图片说明：脉动循环 a =打开阶段， b =挤奶阶段， c =关闭阶段， d =按摩阶段。 返回最上端 ? 在a阶段，奶杯内套开始打开，牛奶从奶头流出。在b阶段，即