擠乳自動化及今後發展趨勢
機械化、自動化之主要目的在於節省勞力及提高工作效率。乳牛牧場每日之主要工作包括餵飼、擠乳、糞便清理，其中擠乳一項約佔整個工時的 45~57.6％ 。在勞力不足、工資日益高漲的今天，如何提高「擠乳」工作效率，節省「擠乳」勞力，成為重要的課題。本文簡介「擠乳」有關之各項機械化、自動化設備之性能，藉使用技術以達到機械化、自動化之最高經濟效益。
牛群自牛舍或運動場趕往擠乳室須先通過繫留場(Holding area)，在繫留場可以使用自動噴洗乳房系統(Auto udder washer) 做乳房預洗，從繫留場到擠乳室，可使用趕牛器(Crowd gate or cows Trainer)將牛隻趕入擠乳室，牛隻進入或離開擠乳室，則可使用自動控制門 (Powe gate) ，擠乳時可使用與電腦連線之乳量自動記錄器 (Milk meter) 以及相關之生理監測器，例如，乳汁溫度感測器 (Milk temperature sensor) 、乳房炎感測器(Mastitis sensor)、牛隻活動量感測器(Cows activity sensor)等等。當牛隻搾乳完畢時，可使用乳杯自動脫落器(Auto teat cups remover)，在第二批牛隻進入前，若有需要還可以使用乳杯自動消毒器 (Back flushing)，當牛隻步出擠乳室時，根據擠乳時所測得之資料，透過識別感應器，柵門可自動將有問題之病牛或待配之牛隻隔離到待配或治療區。
從擠乳前到擠乳完畢有許多機械化或自動化的設備協助擠乳工作以減少勞力，提高擠乳效率及工作環境，降低乳房炎發生率。但不是每一項目均適合使用在每一個牧場，許多自動化設備需與擠乳室設計、牛群規模等需有良好配合，方能發揮最高的功能。
一、自動趕牛器
自動趕牛器的主要功能，係將繫留場或牛舍的牛隻趕入擠乳室，以節省擠乳人員分身於擠乳室與繫留場或牛舍間驅趕牛群之人力，如此可避免因趕牛而造成乳杯照顧不及之問題。自動趕牛器分機械式及電牧式兩種。
(一)機械式自動趕牛器
機械式自動趕牛器，是一種以鋼索拖動的柵欄，使用 2HP馬達經減速器驅動柵欄前後移動。趕牛時往前移動速度每分鐘約 6∼7 公尺，當柵欄前移至終點，碰觸自動開關而停止，柵欄上之氣壓缸將牛柵欄掀起成水平狀，退回至起點放下，準備趕第二批牛群。如(圖7∼1)
(二)電牧式自動趕牛器
電牧式自動趕牛器沒有強固的趕牛柵欄，而僅使用一排懸掛的趕牛線驅趕牛隻，趕牛線之最下端通有不傷牛隻的高壓低電流，警示牛隻移動。趕牛器，每分鐘移動速度約 5~6 公尺，主機上有一與繫留場或與牛舍同寬之橫桿、桿上約每 20~25 公分有一鐵鏈或懸有金屬重量之尼龍繩垂向地面，鏈條或重垂之底部離地約 60~70 公分並且與變壓器相連，趕牛器往前移動時，由變壓器每分鐘通電 50~70 次，每次之通電時間為 3/10,000秒，瞬間之電壓雖然達到 30005000伏特，然而由於電流量極低，不傷害牛隻，祇具有警示或懲罰不移動之牛隻的效果。因此在使用此種趕牛器之初期，必需以人工協助趕牛，避免頑固的牛隻因習慣此種電繫而不聽驅趕。此種趕牛器往前移動同時會發出鈴聲、當牛隻習慣後，通常聽到鈴聲即會自動往前移動。
二、乳量自動記錄
一個好的乳牛管理員，可從每月監測的牛乳產量，來提升牛群之管理。大多數的乳量計量是以電子或光學感測器，自動計算積在乳罐內的乳量，自乳量計收集之資料可單獨顯示於擠乳室之顯示器，也可以傳送到牧場其他自動管理系統中。例如設有牛隻自動識別裝置的牧場，乳量資料自動輸入電腦，若某牛之乳量突然驟降，低於近期 7∼10日平均乳量之一定範圍者，電腦將傳送訊號通知擠乳者注意。近來有些乳房炎偵測器設於乳量器內，當乳液導電度高於平均值，乳量又低於平均值時，可推測該牛隻感染乳房炎之可能性，此外，也有將乳杯自動脫落感應設於乳量器內，多功能之乳量器已成為今後設計之趨勢。
(三)乳杯自動脫落
擠乳過程，取下乳杯時機，並不如表面看到的那麼簡單。太早取下可能導致不完全擠乳，殘乳過多，除損失乳量外，亦可能導致乳房發炎；太慢取下可能引起過度擠乳，而傷害乳頭，導致乳頭括約肌外翻，微生物侵入。因此擠乳人員，隨時需注意每頭牛乳杯之乳流量，大大地限制了操作員照顧乳杯之數量。
乳杯自動脫落可以防止過度擠乳之發生，顯著地提高操作員照顧乳杯之數量。研究資料顯示，使用自動脫落器前每人完全照顧乳杯從3∼4 組，使用後增加為 10∼30組/人如(圖7-5)。
四、乳房自動噴洗
乳房預洗程序分為 5 段，每段噴水及間隔時間均可視環境，牛群骯髒程度等現場之情況預為設定，每段均有其不同之作用。
標準程序：
第一段 60秒 (起動)……………噴濕。
第二段 120秒 (關)………………吸水、濕潤。
第三段 60秒 (起動)……………預洗。
第四段 60秒 (關)………………再吸水，軟化牛糞。
第五段 300秒 (起動)……………噴洗。
乳房自動清洗系統，如(圖7-6)，是利用蓄水池／塔，經加壓馬達加壓，定時器控制每段噴水時間及間隔之長短，水管可預埋於繫留場或直接鋪設於繫留場水泥地面上，每一噴頭平均每分鐘用水量約26.6公升，噴出之水壓控制在每平方英吋 10 磅以下，以免乳房受強壓水柱之按摩刺激、產生「排乳」不良影響。
乳房預洗後必須設置滴水區，讓牛隻身上之水，滴乾後再進入擠乳室，沒經滴乾即進入擠乳室之牛隻，擠乳時身體及乳房之髒水最後將流到乳頭吸入乳杯因而污染生乳，此外潮濕的乳頭，易使乳杯下滑，此為引起乳房炎重要的因素。
五、乳房炎自動偵測
對乳牛飼養者來說，乳牛之乳房炎是最昂貴的疾病，國外酪農業發達的許多國家，投入大量人力及物力，研究發展導電度監測系統早期偵測乳房之感染。
健康乳房內乳胞之細胞壁，可以阻止血液中鐵質自由地流入乳液，一旦乳房發炎，乳胞壁就無法阻止血液與乳液中之物質自由流動，通常乳糖及鉀滲入血中。為維持滲透壓，血中之鈉與氯化鐵滲入乳中，隨著炎症惡化，乳液中成分之變化越趨明顯，乳液之傳導性也隨之增加。
一個實用的乳房炎偵測系統，應可以對每一乳房之乳液，作連續性的偵測，將資料傳送到電腦分析。患有乳房炎的乳房通常剛流出的乳液及最後的乳液，導電度較高，當乳流量達到最高時導度較低。因此乳液之導電度，若突然大於該乳牛 7∼10 天乳液導電度之平均值時，表示該乳房可能感染乳房炎。通常一乳牛，乳房間之比較導電值大於正常乳房導電值之 20 ％，則被認為感染，而臨床性乳房炎通常是在非臨床性乳房炎發生數天或數週後發生（圖7-7）。
六、自動化快速出柵擠乳室
牛隻進入擠乳室與擠乳完畢步出擠乳室所需之時間，對擠乳效率有重大之影響，為促進牛隻擠乳之流動速率，縮短牛隻進入或步出擠乳室之時間，近來國外相繼發展出一些不同型式之自動快速出柵擠乳室。
(一)魚骨快速出柵擠乳室
傳統魚骨式擠乳室如圖7-8之通道寬 1.5 公尺，牛隻依序進入或步出擠乳室。快速出柵擠乳室之通道寬 2∼4公尺，牛隻整批同時進入，定位後，擠乳人員即可開始擠乳作業，不必像傳統魚骨式擠乳室，必須等所有牛隻進入、定位才能開始作業。當擠乳完畢，操作員按控制鈕，掀起擠乳固定架，全部牛隻可以一齊從寬 2∼4 公尺之走道，步出擠乳室，無須依序等待前面之牛隻，而可節省牛隻進入及步出擠乳室時許多等待之時間，提高牛隻流動速率，縮短擠乳時間。
(二)平行快速出柵式擠乳室
平行快速出柵式擠乳室與魚骨式快速出柵擠乳室之設計理念及功能完全相同，差別在於牛隻排列之不同，從由魚骨式 30°之斜角，改為 90°之直角如(圖7-9)，牛隻尾部朝向擠乳溝，乳杯自尾部，兩腿間套上。牛隻乳房間之距離，從魚骨式之 90~120 公分縮為45~60 公分，縮短一半之長度，在一個 2×20 到2×50(40~100頭)之乳室。其差異就非常可觀，它不但節省建築上之費用，同時可以縮短操作員擠乳時，來去行走之距離，提升工作效率，更重要的是解決了大型擠乳室，牛隻流動速率緩慢之難題。
(三)縱排式自動控制擠乳室
牛隻側立，與擠乳工作溝成平行如圖7-10、11)，乳房間之距離為210∼240公分，每欄均有單獨氣壓控制之進出柵門，利用餵給少量之飼料，誘導牛隻進入擠乳欄內，擠乳完畢，出口柵門可以手控制開啟，也可以自動乳杯脫落器控制開啟，當牛隻步出擠乳欄後，擠乳欄入口及乳室入口柵門，自動開啟讓另一頭進入擠乳。
七、乳杯自動消毒
為防止乳杯傳播病菌，每擠一批牛乳杯自動消毒器以四個步驟將乳杯清洗消毒：1.清水沖洗乳杯內之殘乳 2.消毒水沖洗 3.停止20秒後清水沖洗殘留之消毒水 4.強風吹乾乳杯。
乳杯消毒系統，主要目的為防止傳染性乳房炎之傳播，傳染性微生物存在於感染之乳牛的乳房內，在擠乳過程中傳播到其他牛隻。傳染性乳房炎之微生物包括：
(一)無乳鏈球菌
乳杯自動消毒設備價格相當昂貴，研究顯示，效果不確定，除非是感染傳染性乳房炎嚴重之大型牧場，否則不鼓勵使用此一設備。
牛隻自動識別與感應的應用，在技術上使牛群的管理可以達到高度自動化的程度。
全自動擠乳系統的發展，使擠乳又邁向另一個季元，試驗顯示，牛隻進入給飼站的次數平均每天為5.4次，利用這種行為將全自動擠乳站設於給飼站之前，牛隻進入擠乳站之次數每天平均4次，乳產量每頭每天平均增加3.4公斤，增加14%，由以上資料顯示全自動擠乳，將是今後發展趨勢。
全自動擠乳；自牛隻導入擠乳站；確認是否該擠（擠乳間隔是否足夠）；擠前乳，確認乳汁是否適宜導入貯乳槽（乳房炎偵測）；清洗消毒乳房；擦乾乳房；乳杯套上；取下乳杯；乳頭藥浴，擠後擠乳器具消毒等所有項目均完全自動化，世界各國競向研究以其突破尚存在的部份難題。
八、今後發展趨勢
本省乳牛業自民國四十六年開始設立產業區，乳牛從2~8頭，數年後增加為10~20頭，因手擠已無法克服人力、時間之問題，於是，桶式擠乳開始行銷本省，到了60年代，因乳牛飼養頭數之增加，擠乳專用之擠乳室，逐漸為酪農採用，到了80年代酪農平均飼養頭數已達80頭以上，因農村勞力之缺乏日益嚴重，以機械化、自動化來補勞力時間不足之問題日趨迫切。然而，因牛舍、擠乳室之建造，多無長遠之規劃，以致許多機械化或自動化之設備受限於牛舍或擠乳室之規劃或設計，而無法發揮其最大之功能，甚致無法引用上述提高效率之設備。省工、提高工作效率、降低對勞力之依賴、提高工作環境、提高生乳品質，將是今後本省酪農努力之目標，尤其貿易趨向世界化的今日，唯以提高生乳品質，降低生產成本，方可與他國乳品競爭。適當之機械化、自動化可以提昇生乳品質，並降低生產成本，故如何將現有無法利自動化設備之畜舍、擠乳室加以更改，以利機械化、自動化設備之使用。
前述之全自動擠乳系統，根據最近研究顯示，對高產牛而言，增加擠乳頻率可增加乳產量3.4公斤/頭/天，改善乳房健康及動物福利，擠乳頻率增加亦合乎乳牛正常行為之需求，因為小牛在自然的狀況，每日吸吮母乳4~7次，依上述資料全自動擠乳系統，似乎相當合乎乳牛之需求。依目前世界各國發展全自動化擠乳系統，牛隻乳房於擠乳前必須保持，很好的衛生條件（乾淨），否則將影響擠乳衛生及生乳品質，良好的牛舍環境衛生，保持清潔的牛體，將成為使用全自動擠乳系統重要的條件。乳房自動刷洗、風乾、乳杯自動套上、異常乳汁鑑測等問題之研發，各先進國所採用之技術與方法不盡相同，部份已達商業化之標準，部份尚在研究發展階段。全自動擠乳系統是集畜牧、獸醫、農機、電子、電腦等學識之大成，全自動擠乳系統之研發成功，將改變乳牛之飼養管理作業，人力可以完全投注於日糧的平衡、配種管理、疾病之控制、環境衛生管理、每日最為煩雜佔50%時間量之「擠乳工作」可交由機械、電腦去作業，乳牛事業將成為高度機械化、結合高科技的一個產業。