Fejõtermi fejõberendezések, fejõrobotok

A fejõtermi fejés elõnyei:

• a fejés eszközei viszonylag kis helyre koncentrálhatók és könnyen cserélhetõk,
• a fejés nagy tisztasággal végezhetõ, a tej zárt rendszerben hûthetõ és szállítható,
• a fejõ kedvezõ feltételek között (álló testhelyzet, hideg-meleg folyóvíz, a tehenek jönnek a fejõállásokba) dolgozik, ezért munkatermelékenysége számottevõen növekszik,
• az állatok paramétereinek, az egészségügyi és termelési feltételek ellenõrzése és a munkatermelékenység fokozása céljából új technikai eszközök állíthatók be.

Egy fejõházban egy, vagy több fejõterem, egy fejõteremben azonos típusú fejõállások vannak.

A fejõállás típusok:

• párhuzamos,
• soros (tandem),
• halszálka,
• körforgó (karusszel).

1.1. Párhuzamos fejõállás

Párhuzamos fejõállásokban a tehenek egymással párhuzamosan, a fejõfolyosóra merõlegesen helyezkednek el. Az állatokat csoportosan hajtják a fejõállásokba, az állások be- és kijárati kapui általában gépi mûködtetésûek, távvezéreltek. A fejõállásban lévõ tehenekbõl a fejõ csak a far részeket és a tõgyeket láthatja. A fejõkészülékek felhelyezése a két láb között hátulról történik. E fejési megoldást akkor alkalmazzák, ha az állomány szelektált (az egyszerre fejt tehenek fejési ideje közel azonos) a fejésre érkezõ tehenek tõgye tiszta és közel egyforma terjedelmû, a fejõ munkáját készüléklevevõ automaták segítik, valamint a tehéncsoportok gyors kihajtását a fejõállásokból gépi mûködtetésû mellkorlátsor biztosítja. Jellemzõ fejõterem méretek 2 x 12; 2 x 16; 2 x 20; 2 x 32. A két tõgy közötti távolság e fejõállásoknál a legkisebb 0,7-0,8 m. Csak függesztett állásszerkezettel alkalmazható. A fejést általában egy fõ végzi. Használata az USA déli, nagyüzemi méretû tehenészeteibõl terjedt el. Ma számos hazai nagyüzemben párhuzamos fejõállásokon fejnek.

1.2. Soros (tandem) fejõállás

Az egymás mögötti, egymástól elkülönülõ fejõállásokban a tehenek egy vonalban, a fejõfolyosó szélén helyezkednek el. Minden fejõálláshoz két oldalkapu tartozik, amelyek a fejõfolyosóról nyithatók és zárhatók. A teheneket egyenként hajtják a fejõállásokba, ami alapvetõen javítja a higiénés feltételeket. A fejõ az állat oldalát (kb. 2,4 m) láthatja. Jól szemmel tarthatja a tõgyet és a fejõkészüléket, szükség esetén nyomban beavatkozhat a fejés folyamatába. Ellenõrizheti az állatok fizikai állapotát, viselkedését. Jellemzõ fejõterem-méretek 2 x 2; 2 x 3; 2 x 4; 2 x 5.

1.3. Halszálka fejõállás

A halszálka formában elrendezett fejõállások a fejfolyosóval 30-70 fokos szöget zárnak be. Minél kisebb a szög annál nagyobb a fejõállás fejõfolyosó irányú vetülete. Tehát minél kisebb a szög annál nagyobb hely van a fejõ számára az állatok tõgye tisztogatásához, a készülékek felhelyezéséhez. A fejõállás fejõfolyosó irányú vetülete 1-1,4 m. Munka közben a fejõnek így rövidebb utat kell megtennie, mint tandem fejõállásoknál. A tehenek csoportosan érkeznek a fejõállásokba és fejés közben szorosan egymás mellett állva, egymást rögzítik. A halszálka állásokban a fejés csoportos. Ezért a csoport egyedeit (a havi befejések alapján) úgy kell összeválogatni, hogy fejési idejük túlzottan ne térjen el egymástól. Függesztett állásszerkezet mellett a fejõ munkájához nagyobb hely áll rendelkezésre, amely kedvezõ. Halszálkás fejõállásokban a fejõ négy-nyolc, esetleg még több fejõkészüléket is kezelhet, így teljesítménye 30-60 tehén óránként.

1.4. Polygon elrendezésû halszálkás fejõállás

Az USA-ban kifejlesztett fejõállás alaprajzi elrendezése rombusz alakú. Egy-egy oldalon többnyire hat, vagy nyolc fejõállás van. A 24 vagy 32 állást általában két fejõ szolgálja ki. Távvezérelt, gépi mûködtetésû kupakkal, készüléklevevõkkel ellátott polygon fejõberendezésben jól tervezett munkával egy-egy fejõ teljesítménye 50-60 tehén óránként. Fõként nagyobb helyigénye miatt a polygon építése költségesebb, mint az egyszerû halszálkás fejõállásoké.

1.5. Trigon elrendezésû halszálkás fejõállás

A háromszög alaprajzi elrendezésû trigon-t, 7-24 fejõállással építik. Általában egyik állássora hosszabb a másik kettõnél.

1.6. Körforgó (karusszel) fejõállások

A fejõállások - síneken és kerekeken (vagy vizen) gépi erõvel körbeforgatható - körgyûrû felületen helyezkednek el. A fejõfolyosó (kezelõtér) a körgyûrû külsõ, vagy belsõ oldalán süllyesztve építhetõ.

A karusszelek több változata ismert aszerint, hogy a körgyûrûn a fejõállásokat hogy helyezik el. Így beszélhetünk:

• tandem fejõkarusszelrõl (ahol az állások egymás mögött helyezkednek el),
• halszálkás elrendezésû fejõkarusszelrõl,
• radiális elrendezésû karusszelrõl (a tehenek fejjel elõre mennek be és farral jönnek ki a fejõállásokból, a fejés hátulról a lábak között történik.

1.7. A fejõállások megválasztása és üzeme

A kötetlen tartású tehenészet legcélszerûbb fejõállás típusának megválasztása nem egyszerû feladat. Döntésünk elõtt általában az alábbi tényezõket kell mérlegelnünk:

• az állomány nagysága (néhány éves állomány felfutást is figyelembe véve),
• az állomány fejéséhez rendelkezésre álló idõ,
• a fejést a tulajdonos vagy bérmunkás végzi,
• a legnagyobb tejhozamú egyedek várható legnagyobb fejésenkénti tejhozama,
• az abrakolás rendszere,
• a fejõk és a mûszaki szakszemélyzet képzettsége, lehetséges munkabeosztása,
• meglévõ épületek használhatósága.

Elõször leghelyesebb annak eldöntése, hogy stabil-, halszálkás-, vagy a körforgó rendszerû fejõállás alkalmazása indokolt-e. A korábbi évtizedekben, szerte a világon, a kisebb költségû és nagyobb üzembiztonságú, egyszerûbb, stabil fejõállások felé irányul a figyelem. A stabil, halszálkás fejõállásokban a munka ütemének célszerû megválasztásával, a fejõ önmaga fizikai igénybevételét szabadon határozhatja meg. A ma ismét népszerû, forgó fejõállásokban a fejõk néhány mûveletbõl álló monoton munkaszakaszt ismételnek, mindezt a karusszel forgása által meghatározott ütemben. E szalagszerû fejés kevésbé kedvez a figyelmes és gondos munkának.

Valamennyi fejõállás típus teljesítménye növelhetõ a részmûveletek automatizálásával, amellyel az alkalmazott fejõberendezés egyben bonyolultabbá és költségesebbé is válik. A forgó fejõállás részleges automatizálása alig csökkenti a dolgozó terhelését, mert a munka üteme gyorsul és egyhangúsága is fokozódik. A fejõállások létesítése számottevõ költséggel jár, elérheti a tehenészet férõhelyenkénti beruházási költségének 10-25 %-át is.

A fejõtermi fejõberendezések alapvetõ mûködési rendszerben nem különböznek az istállói-tejvezetékes fejõberendezésektõl. A tejmérõ üveghengerekkel ellátott fejõberendezésnél az üveghengerekrõl a fejésenként (egyedenként) fejt tej mennyiségeit leolvashatjuk, de a benne összegyûjtött tej színébõl és fizikai állapotából minõségére is következtethetünk. Ha a fejés végére a tej véres lesz, akkor a mérõballonból a tejet külön edénybe kell engednünk, a mérõballont pedig víz- és tisztítószer felhasználásával ki kell mosnunk. Közvetlenül a csõvezetékbe fejjük a tejet a tejvezetékes fejõrendszernél. Ha a csõvezetékbe szennyezett (beteg állattól származó) tejet fejünk, akkor az egész tejmennyiséget fertõzzük. A kárt csak az elsõ tejsugarak kifejésével és ellenõrzésével (a tej szükség szerint különfejésével) elõzhetjük meg. A fejõházi fejõberendezéseknél megvalósítható a tejvezeték emelkedõ szakaszok nélküli, kevés iránytörést tartalmazó állásszint alatti (alsóvezetékes) beépítése, amely a fejõvákuum stabilitását kedvezõen befolyásolja.

2. Fejõrobotok

A fejés robotizálásának célja: 

• a gépi fejéssel járó nehéz, monoton fizikai munka megszüntetése, amely az ember számára kevéssé kellemes környezetben folyik.
• jobb munka- és termékminõség elérése.
• a jelenleginél is nagyobb munkatermelékenység megvalósítása.

Az automatizált fejõberendezésekben gyakorlatilag az összes munkamûveletet - a fejõkészülék felhelyezését kivéve - az 1980-as évektõl automatizálhatják, és a korszerû berendezésekben ilyen formában nagy hatékonysággal mûködnek is fejõkészülék-levevõk, tejmennyiségmérõk, vezetõképesség-mérõk, lépésszámlálók, egyedi azonosító bimbófertõtlenítõk stb. a hazai tehenészetekben.

Az automatizálásban a továbblépést a fejõrobot alkalmazásához a tehenek megbízható számítógépes elektronikus azonosítása jelenti.

Ma már sokféle tehénazonosító áll rendelkezésre, ezekbõl a tehenészeti telepeken a nyakszíjra szerelt, a fülkrotériába épített, ill. a testbe injektált kivitelek kerültek alkalmazásra. Az azonosítás révén a tehenészeti telepekre konvencionális eszközként bevonult a számítógép. Gyakorlatilag a ma lényegesnek tartott összes adatot számítógépen tarthatják nyilván, beleértve a telepi technológiai adatokat és a tenyésztéssel kapcsolatos törzskönyvezési adatokat is. E számítógép kapcsolódhat a fejõberendezéshez, az abrakadagolókhoz, az automatizált tehén mérlegekhez stb. Mivel a fejésen belül a fejõkészülék felrakása hosszú ideig nem volt automatizálva, így a fejés csak felügyelettel és jelentõs dolgozói közremûködéssel folyhatott. Ezt oldja meg a fejés robotizálása, a fejõkészüléket is felhelyezõ robotegység használata.

2.1 Történeti áttekintés

A fejõrobot részegységekkel kapcsolatos fejlesztési munkák a nyugat-európai országokban 1980-as évek elejétõl folynak. A fejlesztési folyamathoz gyakorlatilag a következõ fõbb állomások, mint eredmény sorolhatók fel:

• 1980-1989. Néhány kutatóintézetben kísérleti berendezések létrehozása (eltérõ rendszerû érzékelõk kifejlesztése).
• 1990-1992. Az elsõ-, üzemben is használható mintaegység (prototípus) kialakítása és az elsõ üzemi jellegû kísérletek elvégzése (Wageningen, IMAG; Braunschweig, FAL; Silso Anglia). Az elvégzett vizsgálatok igazolták, hogy ezekkel a berendezésekkel elvileg emberi felügyelet nélkül lehet fejni. Ezzel lezárult a robot részegység fejlesztés elsõ fázisa, e robotokat elsõ generációs kiviteleknek nevezik.
• A másik generációs fejõrobotokat már jelentõs ipari cégek (fõleg fejõgépgyártó vállalatok, ill. villamos automatafejlesztõ- és készítõ vállalkozások) közremûködésével fejlesztették ki. E kivitelekbõl mintegy 150 db készült és ezeket beépítették Hollandia, Németország, Anglia tehenészeteibe, de még mindig kísérleti jelleggel.
• A második generációs fejõrobotok tapasztalatai alapján 1999 végérõl beszélhetünk a harmadik generációs-, a jelenleg gyártásban lévõ robotokról.
• Mit jelent a robotizált fejés? Ha röviden fogalmazzuk meg, robotizált az a tehenészet, ahol a gazdának csak menedzseri funkciója van és az összes munkát gépek végzik, beleértve az ellenõrzõ és a felügyeleti tevékenységet is. Ha a menedzser néhány napra elhagyja a robottehenészetet, rendszere akkor is kifogástalanul-, személyes jelenléte nélkül is mûködik.

A fejõrobot alkalmazása a tehenészet gépesítésében teljesen új dimenziót jelent. A robot nélkül automatizált tehenészetekben és fejõberendezésekben a gondozók, vagy a gazda minden munkamûveletnél jelen van. Ha az automata a mûveletet elvégzi, a felügyelet szempontjából - még akkor is ha a rendszerben az ellenõrzõ funkció be van építve - a személyes jelenlét biztonságot jelent. A robot alkalmazásához 100 %-os mûveleti megbízhatóság szükséges, és minden mûveletet egy vagy két lépésben ellenõrizni kell, minõségi és mennyiségi szempontból egyaránt.

2.2. A fejõkészülék automatikus felhelyezése

A fejõkészülék felhelyezésekor a sikertelenségnek nagy a valószínûsége azon esetben, ha a tõgy extrém méretû (túl nagy, vagy a bimbók elhelyezkedése az átlagtól nagyon eltérõ, vagy a bimbók nagyon közel vannak egymáshoz). Még ma is nagy a valószínûsége, hogy ilyenkor az elsõ felhelyezés sikertelen. Ezt a robot azáltal kontrollálja, hogy a „felhelyezést” követõen, néhány másodperc múlva, nem indult meg a tejfolyás. Ilyenkor a robot ismét kiinduló helyzetet vesz fel, majd újból próbálkozik. Ha másodszorra sem sikerül, akkor a felhelyezést harmadszorra egy másik tõgybimbónál kezdi és csak ezt követõen tér vissza arra, amelyik elõzõleg sikertelen volt. Ha ez ismét sikertelen, akkor az alapkiinduló helyzetet veszi fel és újra kísérletezik az elsõ bimbónál, s az elõzõ folyamatot megismétli. Ha ez is eredménytelen, a robot a tehenet a fejõállásból „kiküldi”. Ez az állat akkor jöhet ismét a fejõállásba, amikor sorra kerül, ill. a rendszer engedélyt ad a fejés újbóli elvégzésére. Ezzel a vezérlõegység kizárja a lehetõségét annak, hogy helytelenül felhelyezett fejõgéppel fejjünk.

A felhelyezés sikertelenségét gyakran a tehenek ideges viselkedése is okozhatja. A robot pontosan pozícionálja a tõgybimbót és megkezdi a készülék felhelyezését, de a kritikus pillanatban a tehén rövid néhány tizedmásodpercre elmozdul. A robotnak emiatt a helyzet meghatározást újra kell végezni.

Mai elképzelések szerint a robotizált fejési és tartástechnológiai rendszerben a tehénistálló több elkülönült területbõl áll. Napközben a tehenek a mélyalmos, vagy pihenõbokszos részen tartózkodnak. Innen folyosó vezet az etetõ-fejõ robothoz. A folyosón egy azonosító-, válogatókapu elhelyezése szükséges. E válogatókaput a központi számítógép vezérli és a tehén aszerint jut be az etetõ-fejõ állás elõtti várakozóba, vagy irányítja vissza a pihenõtérre, hogy elõzõ etetése, vagy fejése óta már elegendõ idõ telt-e el.

Ha a tehén az etetõ-fejõálláshoz jut, az abrakadagoló parancsot kap a megfelelõ abrakmennyiség kiadagolására. Ezzel párhuzamosan - amennyiben fejés is következik - a megfelelõ mechanizmus (kefés szerkezet) megtisztítja a tõgyet. A robotot vezérlõ mikroprocesszoros egység megkapja a parancsot a központi számítógéptõl arra, hogy fejje meg a tehenet. A roboton többféle érzékelõt, pl. hõérzékelõ diódákat, szilárdtest-érzékelõt, lézert, radart, speciális kamerát stb. alkalmazhat.

Elõször a vezérlõ- és beavatkozó szervek az azonosítás után a megkapott koordináták alapján a felhelyezõ kart olyan helyzetbe hozzák, hogy a fejõkészülék megközelíti a tõgybimbókat. Innen a vezérlés a további érzékelõk segítségével folytatódik. A bimbók érzékelésének módja többféle lehet. Pl. a robot ultrahangot, ill. lézerfénysugarat bocsáthat ki, s a visszaverõdést felfogó félvezetõk a bimbók térbeli elhelyezkedését, a távolság mérését teszik lehetõvé. A robot a négy fejõkelyhet egy idõben vagy egymást követõen helyezheti fel a tõgybimbókra. Ezt követõen a fejõberendezés mûködése megegyezik a jelenleg is alkalmazott levevõ-manipulátorral (készüléklevevõ automatával), vagyis a tejfolyás csökkenését követõen a robot „utófejést” végez, majd a fejõkészüléket leemeli.

Fejés után a fejõkészülék tisztogatása következik. A fejõkelyheket az automatamosó átöblíti, de a kollektor és a hosszú tejtömlõk tisztítására csak 15 perc eltelte után kap parancsot. Ha a bejárati folyosóba ez idõtartamon belül „új tehén” jelenik meg, és a központi számítógép úgy érzékeli, hogy megfejhetõ, akkor a közbensõ tisztítás elmarad. Amikor a tehén elfoglalja a fejési helyzetet, akkor a robot „emlékezõképessége” lép mûködésbe, mégpedig úgy, hogy az addig elfoglalt pozíciókból, (az elõzõ fejéseknél rögzített paraméterekbõl, valamint a fejõkészülék teljes felhelyezéséig megtett sikeres út alapján a vezérlõ „emlékezik” (az utat megtanulta). Van olyan program, amely mindig az utolsó sikeres felhelyezés koordinátáit rögzíti, s így a program a laktáció folyamán, a tõgy méretváltozásait is folyamatosan „korrigálja”. Végül is a „robot programozás” folyamata úgy megy végbe, hogy az elsõ alkalommal a fejõkészüléket kézzel vezérelve „helyezik” föl az adott tehén tõgyére, s a felhelyezés koordinátáit (a mozgási utat) a vezérlõ számítógép rögzíti, elraktározza és a következõ fejés alkalmával már e mûveletsort aktualizálja. Egy fejõrobot (etetõ-fejõállás) 25-30 tehén kiszolgálására alkalmas.

Ezen igen bonyolult szerkezeteknek a helyszíni összeállítása szinte lehetetlen. A gyártók a nagyobb tehenészetek részére olyan konténeregységeket alakítanak ki, két-három álláshellyel, amelyhez egy központi vezérlõ tartozik. Az elõregyártott egység a helyszínen rövid idõ alatt felállítható, hiszen csak az elektromos és vízvezetékhálózatot kell a rendszerhez csatlakoztatni, illetve be kell kötni a berendezést a szennyvízcsatornába. A kifejt tej a szokványostól kissé eltérõ hûtõberendezésekbe vezethetõ.

2.3. Több fejési helyet is kiszolgáló robot

A legkorszerûbb (harmadik generációs) fejõrobot a fejõfolyosón pályán mozgó-, karos mechanizmussal ellátott robot. Ez a robot szinte utánozza a fejõ munkáját. Ez a megoldás felel meg legjobban a nagyobb tehenészetek igényeinek. A robot egység a tehenek melletti fejõaknában (a tandem állások elõtt) sínpályán mozog. Elõre meghatározott programja szerint, amelyik boxba tehén érkezik, azt a robot felkeresi (ha másik boxnál nincs elfoglalva) és elvégzi az aktuális mûveletet, pl. a fejõkészülék felhelyezését. A több-boxos (ún. multiboxos) kivitelben a fejés befejezésekor a robotkarnak nincs szerepe, mivel a fejõkészüléket a hagyományos, karos mechanizmussal mûködõ fejõkészülék-levevõhöz hasonlóan egység veszi le, vagyis a fejõkészülék levétele akkor kezdõdik meg, ha a tejfolyás intenzitása 0,3-0,6 kg/min., vagy kisebb. Az egyedi boxos kivitel esetén a fejõkészüléket is a robotkar veszi le.

Az elmondottak elõre felvetítik a képét az olyan tehenészetnek, amelyben a vezetõje vagy tulajdonosa elsõsorban mezõgazdasági menedzseri képesítésû. Idejének nagyobb részét a menedzseléssel kapcsolatos elfoglaltság teszi ki, miközben a tehenészetben magas szintû biológiai folyamatok tömege játszódik le, nagy megbízhatósággal és precizitással.

Dr. Bak János

FVM MGI, Gödöllõ