JP2010213624A - 全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置 - Google Patents

Abstract

【課題】子牛のほ乳を全自動で行う一方で、子牛が受ける離乳ストレスを最小化できるほ乳装置を提供する。
【解決手段】この全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置は、子牛に牛乳を給餌するためのほ乳ユニット１００と、牛乳供給ユニット２００と、各ユニットを制御する制御モジュール２０と、を含むものであって、ほ乳ユニット１００は体重計１３０を含み、制御モジュールは子牛の体重を認識した後、体重に基づいて牛乳供給ユニットのほ乳量を調節する。また、牛乳供給ユニット２００は、母乳の温度に合わせてセッティングされた牛乳または代用乳を均一に供給でき、乳首部材１４０は、子牛に適合した高さに高さを調節でき、給餌後に乳首部材１４０及び牛乳供給ユニット２００は自動洗浄される。
【選択図】図２

Description

本発明は、子牛の離乳ストレスを最小化して健康で丈夫な子牛に育てるための全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置に関する。

一般に、ほ乳動物において、生まれた直後母の乳から生命活動（成長）のための栄養素を取り、初期には全的に母乳に依存することとなる。通常、母乳の量が減り始まると、幼い動物は不足分の栄養素を補充するために固形栄養分を摂取し始める。母乳がそれ以上出ないと、幼い動物は固形飼料のみに依存して生命活動を続けていくことを“離乳”という。

牛乳生産を主な経営目標としている酪農では、子牛が必要とする量よりも多い一日産乳量が得られかつ次の分娩前まで牛乳生産が持続するように長い間多くの努力をし続けてきた。したがって、酪農家ではより多くの牛乳を販売する目的で分娩後直ぐに母子を分離し、人工的に子牛に乳を与える方法を使用してきたが、これを“人工ほ乳”という。

従来、酪農家における人工ほ乳方法は、１日２回２ｋｇずつ計４ｋｇをほ乳びんでほ乳する方法が一般的であったが、１日１．５ｋｇずつ３〜４回、体重の１０％を基準にしてほ乳する方法も行われてきた。

最近では、子牛の成長に対する関心が高まるに伴って無制限ほ乳（人工ほ乳器あるいは母乳自由ほ乳）などの方法を適用している。子牛を母牛と一緒にしておいた場合（または自動ほ乳器を使った場合）、一日に１０回程度乳を飲み一日総摂取量は１０ｋｇに到達するが、体重の１０％に制限してほ乳した子牛と比較した時、離乳後から１８０日（６ケ月齢）や２００日までの体重においては差がなかったという報告もある。

このようなほ乳方法はいずれも、突然離乳（乳離れ）させるため、子牛は固形飼料（飼料、乾草等）に充分に適応（摂取訓練）することができず、離乳後から相当期間低栄養状態に置かれがちであり、成長が遅れたり虚弱で疾病に弱い子牛になるという危険性が存在した。

特に、親との共生になれた子牛であるほど、突然の離乳によるストレスはより大きく、回復にも時間がかかる。なお、酪農家が子牛を母牛と一緒にして自由にほ乳させない理由には、搾乳の度に母牛と子牛を分離するのに苦労すること、牛乳販売量が減ること、離乳の時に離乳ストレスに加えて心理的打撃も与えられ、虚弱な子牛になりやすくなることが挙げられる。

上記の牛のほ乳方法における問題点は、離乳前に固形飼料の摂取能力を養うことなく、且つ離乳前段階で子牛が充分な栄養状態に達しなかった状態で、突然の離乳に晒されたことに起因すると見なされるが、それにもかかわらずこのような離乳前後の子牛の離乳ストレスを最小化できる精密なほ乳方法とシステム構成は全世界的にない状況である。

そこで、本出願人は、２００６年０７月２８日付の韓国特許出願第１０−２００６−７１３２８号の‘子牛の離乳時におけるストレス最小化のための精密減量ほ乳方法’を出願し登録を受け、さらにそれに基づいて国際出願（国際公開番号第ＷＯ２００８０１３３４４号）を行った。この発明は、生まれた直後の子牛へのほ乳方法において、初期３〜４週間にわたって子牛の個体別体重により乳を体重の１５〜２５％多量給与した後、乳量を離乳３〜７日前から体重の８〜１５％に減量し、その減量分は水で補充することによって徐々にほ乳量を減量した以降、生後３〜５週間から生後６〜８週間（離乳期間）までは体重の８〜１５％から０％へ段階的に全体牛乳給与量を調節することを特徴とする。

この方法は、体重の１０％としてほ乳するほ乳方法や完全自由ほ乳方法と比べ、１８０日齢あるいは２００日齢の体重変化には差がなかったという前記報告とは異なる結果を見せた。例えば、このステップダウン（Ｓｔｅｐ−Ｄｏｗｎ）ほ乳方法は、通常の方法に比べ離乳日である５０日齢までの固形飼料摂取量が乾物量で３１％以上向上し、１２０日齢までの総乾物摂取量が１６％以上向上した結果を示し、離乳前の固形飼料摂取能力が大きく向上したことが分かる。また、体重増加においては、離乳日である５０日齢までの場合、通常のほ乳方法に比べて７５％以上向上し、１２０日齢までの場合も５４％以上向上した効果を見せた。

韓国特許出願第１０−２００６−７１２２８号 国際公開特許第ＷＯ２００８０１３３４４号

このように精密な減量ほ乳方法は優れているが、このほ乳方法を現在の酪農家が実行するには相当な労力が要る。例えば、管理される個体の情報（日齢、体重、摂取回数、摂取時間等）をその都度手書きで記録しなければならず、体重を測定した後にそれに従うほ乳量を設定しなければならない。なお、ほ乳後にはほ乳器から子牛を強制的に離さなければならない他、使われたほ乳器は殺菌処理しなければならない。
しかも、このような労力によるほ乳は、子牛にも過剰給与や別のストレスを誘発する虞があり、実際の子牛ほ乳に適用することは、現実的には難いというのが実情である。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、子牛のほ乳を全自動で行う一方で、子牛が受ける離乳ストレスを最小化できるほ乳装置を提供することである。

上記の目的を達成するため本発明による全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置は、子牛に牛乳を給餌するのためのほ乳ユニットと牛乳供給ユニットを備える全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置であって、ほ乳ユニットは乳首部材を備え、乳首部材は高さ調節及び進退が可能である。
また、本発明による全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置において、ほ乳ユニットは、体重計を含むことができる。
また、本発明による全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置において、ほ乳ユニットは、子牛が入るほ乳枠と、ほ乳枠における子牛の有無を確認する個体認識装置を含むことができる。

また、本発明による全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置は、乳首部材と牛乳供給ユニットを洗浄する洗浄部をさらに含むことができる。
また、本発明による全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置において、洗浄部は、加熱器を含むことができる。
また、本発明による全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置において、牛乳供給ユニットは、保管タンクに貯蔵されている牛乳または代用乳を温める熱交換器と、加熱された牛乳または代用乳が貯蔵される撹はんタンクを含む。

本発明の他の側面によれば、子牛に牛乳をほ乳するほ乳ユニットと、牛乳供給ユニットと、各ユニットを制御する制御モジュールを含むものであって、ほ乳ユニットは体重計を含み、制御モジュールは、子牛の体重を認識した後、体重に基づいて牛乳供給ユニットのほ乳量を調節することを特徴とするとする全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置が提供される。
また、本発明による全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置において、制御モジュールは、子牛個体情報を受信する判読部を含むことができる。

本発明のさらに他の側面によれば、子牛に牛乳をほ乳するためのほ乳ユニットと牛乳供給ユニットを備える全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置であって、牛乳供給ユニットは、保管タンクに貯蔵されている牛乳または代用乳を温める熱交換器と、加熱された牛乳または代用乳が貯蔵される撹はんタンクを含むことを特徴とする全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置が提供される。

本発明の全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置によると、子牛のほ乳を全自動で行う一方で、子牛が受ける離乳ストレスを最小化することが可能になる。

本発明の一実施例による全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置の制御ブロック図である。 本発明の一実施例による全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置のほ乳ユニットと牛乳供給ユニットを示す概略図である。 本発明の一実施例による全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置を最適状態で実行できるほ乳方法を示すグラフである。

以下、本発明の好適な実施例を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１には、本発明の一実施例による全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置（以下、ほ乳装置と略す。）を示す。
同図を参照すると、本発明のほ乳装置は、子牛の情報が入力される入力モジュール１０と、入力された情報に基づいてほ乳量を管理する制御モジュール２０と、ほ乳を実行する実行モジュール３０を備える。

入力モジュール１０は、子牛に与えられた固有番号を識別する判読部１２と、子牛の体重を測定する重さ感知部１４を備える。判読部１２は、例えば、子牛の首にかける首飾りまたは耳に着ける耳標タイプとして使用することができ、ＲＦのように無線で送受信できる電子タグを用いることが好ましい。重さ感知部１４は、体重計を用いる。

制御モジュール２０は、判読部１２と重さ感知部１４から入力された情報に基づいて子牛に給与するほ乳量を算定するもので、入力モジュール１０と情報データを送受信できるようにＲＳ４２２のような通信インターフェースを備える。制御モジュール２０は、通常、モニターと本体とキーボードとマウスなどからなるコンピュータを用いることができる。制御モジュール２０のメモリー２２には、個体別栄養調節プログラム及び摂取量自動調査記録（Ａｕｔｏ Ｍｉｌｋ Ｆｅｅｄｅｒ Ｍｏｎｉｔｏｒ）プログラムが内蔵されており、子牛の摂取行動を管理及び観察できる。データベース２４には、子牛の情報（個体名、日齢、体重、摂取回数、摂取時間、供給量、摂取量、摂取率、警告表示（７５％未満個体は赤色表示）、総摂取率（総摂取量／総供給量）、１頭当たり平均供給量、１頭当たり平均摂取量等）が格納される。

実行モジュール３０は、入力された子牛情報及び管理プログラムによって適正量の牛乳を供給する牛乳供給部３２と、ほ乳終了後にほ乳装置を洗浄する洗浄部３４を備える。

図２は、本発明によるほ乳装置を示すもので、本実施例のほ乳装置は、ほ乳ユニット１００と牛乳供給ユニット２００を備える。
ほ乳ユニット１００は、子牛が入るほ乳枠１１０と、ほ乳枠１１０における子牛の有無を確認する個体認識装置１２０と、体重を測定するための体重計１３０と、乳首部材１４０を備える。

ほ乳枠１１０は、長方形のフレームからなる。これは、所定の高さを有し、幅が狭いため、子牛は一方向に入り、後退して出てくる構造となっている。
個体認識装置１２０は、ほ乳枠１１０の中間程度に設置されて子牛の有無を判断し、通常のフォトセンサーのような装備とすれば良い。
体重計１３０は、ほ乳枠１１０に子牛が完全に入った場合に、ほ乳枠１１０の底板と連結された装置を用いて測定する。体重計１３０は、糞尿やその他異物による誤作動を減らすために吊り式体重計とする。

乳首部材１４０は、ほ乳枠１１０の端部１１２、例えば、子牛がほ乳枠１１０中に入ってきた突き当たりの面に設けられる。乳首部材１４０は、高さが自動で調節可能に設けられる。乳首部材１４０の高さ調節は、子牛の身長と体重に基づいて５段階に分けられ、略７０〜１１０ｃｍの範囲で昇降する。子牛よりも相対的に乳首の高さが低くなると、牛乳が胃や気管支に流れ込む恐れがある。

また、乳首部材１４０は自動で前後進可能に設けられ、ほ乳が完了する時点に後退し、乳首が破損するのを防止する。子牛の退場は、ベル信号に反応するようにする訓練と２〜３秒間の電気的刺激などによって行うことができる。参照符号１４２は、乳首部材１４０の移動手段である。

牛乳供給ユニット２００は、保管タンク２１０に貯蔵されている牛乳を温めるための熱交換器２２０と、牛乳の希釈または代用乳との混合のための撹はんタンク２３０を含む。
保管タンク２１０には、牛乳または固形の粉乳と水とを７：１〜８：１程度に混合した代用乳が、平均４℃程度の冷蔵状態で保管されている。
熱交換器２２０は、保管タンク２１０に保管されている平均４℃程度の牛乳または代用乳を子牛が摂取するのに適当な温度にする機能を果たす。熱交換器２２０の内部には、温度偏差が一定となるように循環モーター、給水センサー、過熱警報センサー、オーバーロードなどが取り付けられる。

撹はんタンク２３０は、加熱された（希釈）牛乳または水が収容される空間で、１回給の時に約２００ｍｌ程度が貯蔵される。撹はんタンク２３０は、感知センサー２３２を備え、子牛が摂取完了後に追加給餌が必要な場合、再充填しても良い。牛乳は、特性上、乳石が多くできるので、撹はんタンク２３０は耐熱性強化ガラスとし、清潔性を維持し、内部状態を確認できるようにすることが好ましい。

一方、図２で未だ説明されていない参照符号は、バルブとポンプである。第１バルブ２４１は、乳首部材１４０に餌を供給するためのバルブで、第２バルブ２４２は、排水のためのバルブである。第３バルブ２４３は、機器内部のラインを洗浄するのに使われるバルブで、ポンプ２５１でラインを強制循環させ、ライン中の残物を除去する。第３バルブ２４３の開放時に、第１バルブ２４１と第２バルブ２４２は閉じられる。第４バルブ２４４は給水バルブで、第５バルブ２４５は牛乳供給バルブである。水道管から供給される水は水圧が高いので、減圧バルブ２４７を用いて機器に適切な圧力に制御する。第６バルブ２４６は、乳首部材１４０洗浄用給水バルブである。第７バルブ２４８は、熱交換器用給水バルブであり、参照符号２５２は、熱交換器２２０作動ポンプで、牛乳または水を熱交換器に強制供給する。作動ポンプ２５２は、内部を通過する牛乳による汚染が生じない磁石式循環ポンプとすることが好ましい。

乳首部材１４０を洗浄するための洗浄部３４のノズル２６０は、第６バルブ２４６から洗浄水が供給されるが、この洗浄水はノズル２６０に達する前に加熱器２６２を通過することにより９０℃以上の高温を維持するようにされ、乳首部材１４０の殺菌を行う。
牛乳供給ユニット２００の洗浄は、上述したように、第１，２バルブ２４１，２４２は閉じ、第３バルブ２４３は開いた状態で、洗浄ポンプ２５１を用いる。洗浄水は、第２バルブ２４２から外部に排出される。

次に、上記のような構成を持つほ乳装置を用いた子牛のほ乳方法について説明する。ほ乳方法は、前述した大韓民国特許出願第１０−２００６−７１２２８号の‘子牛の離乳時におけるストレス最小化のための精密減量ほ乳方法’と同様にする。

精密減量ほ乳方法は、図３に示すように、全５段階からなる。
第１の段階では、３〜７日単位で体重を調べつつ、体重の１５〜２５％に相当する牛乳を一日供給量と決定し、定められたほ乳量を完全に飲むまで牛乳を供給する。このような場合、１回ほ乳量を１，５００〜２，０００ｃｃに制限する。同時に、スターター（ｓｔａｒｔｅｒ）を子牛に与え、それを子牛が食べるか口に当ててみる。

第２の段階は、減量馴致期間であって、３週〜５週齢には、３〜７日の間、体重の１５〜２５％に相当する量を一日に給与し、そのうち１．５〜２．５％を水で希釈して代替給与する。また、４〜５週齢には、体重の８〜１５％に相当する量の牛乳のみを給与する。同時に、スターターの量を増加供給し、良質の乾草も切断して自由に摂取できるように供給することで、固形飼料摂取能力を養う。

第３の段階は、減量ほ乳（Ｄｏｗｎ）段階であって、生後４〜５週齢から離乳目標日（農家が選択；６週〜８週齢）まで個体別に体重の８〜１５％の量の牛乳を給与し、高栄養のスターターと良質の切断乾草を１頭当たり１ｋｇ以上ずつ供給する。

第４の段階は、２番目の減量馴致期間であって、離乳目標日の３〜７日前から毎日、体重の８〜１５％の給与量のうち、１．５〜２．５％に相当する量を水で希釈したものを加えてほ乳し、６〜８週齢からは水１００％として給与する。
第５の段階は、６〜８週齢から３〜７日間、水のみでほ乳する離乳確認段階である。

一方、上記の精密な減量ほ乳方法を実行するために本発明の一実施例によるほ乳装置は、電源が入ると、体重計、熱交換器及び加熱器の予熱、ライン洗浄などのシステムを点検したのち待機する。
子牛がほ乳枠１１０に入場したことが個体認識装置１２０で認識されると、体重を確認すると同時に電子タグ情報を判読し、それらを制御モジュール２０に伝送する。制御モジュール２０は、個体情報と体重に基づいてほ乳量を算出した後、乳首部材１４０を前進させると同時に高さを自動調節し、給餌し始める。

給餌中に子牛の体重は持続してチェックされ、給餌が完了すると子牛が退場するようにした後、乳首部材１４０を後退させる。後退した乳首部材１４０は加熱された洗浄水により消毒殺菌され、ラインも洗浄され、次の給餌を準備する。
子牛に給餌されたほ乳量は、日付別、期間別、段階別、個体別等で区分されてデータベース２４に格納される。

本発明による全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置は、第一に、母乳の温度に合わせてセッティングされた牛乳または代用乳を均一に供給でき、第二に、年齢と体重に基づいて設定されたほ乳量を全自動で子牛に供給でき、第三に、子牛に適合した高さに乳首部材の高さを調節でき、第四に、給餌後に乳首部材及び牛乳供給ユニットを自動洗浄することができる。

１０ 入力モジュール
２０ 制御モジュール
３０ 実行モジュール
１２ ＲＦ判読部
１４ 重さ感知部
２２ メモリー
３２ 牛乳供給部
３４ 洗浄部

Claims (14)

1. 子牛に牛乳を給餌するためのほ乳ユニットと牛乳供給ユニットとを備える全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置であって、
   前記ほ乳ユニットは、乳首部材を備え、該乳首部材は、高さ調節可能であることを特徴とする、全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置。
2. 前記乳首部材は、進退可能であることを特徴とする、請求項１に記載の全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置。
3. 前記ほ乳ユニットは、体重計を含むことを特徴とする、請求項１に記載の全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置。
4. 前記ほ乳ユニットは、子牛が入るほ乳枠と、ほ乳枠における子牛の有無を確認する個体認識装置と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置。
5. 前記乳首部材と前記牛乳供給ユニットを洗浄する洗浄部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置。
6. 前記洗浄部は、加熱器を含むことを特徴とする、請求項５に記載の全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置。
7. 前記牛乳供給ユニットは、保管タンクに貯蔵されている牛乳または代用乳を温める熱交換器と、加熱された牛乳または代用乳が貯蔵される撹はんタンクと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置。
8. 子牛に牛乳をほ乳するためのほ乳ユニットと、牛乳供給ユニットと、各ユニットを制御する制御モジュールと、を含むものであって、
   前記ほ乳ユニットは、体重計を含み、
   前記制御モジュールは、子牛の体重を認識した後、該体重に基づいて牛乳供給ユニットのほ乳量を調節することを特徴とする、全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置。
9. 前記ほ乳ユニットは乳首部材を含み、該乳首部材は、高さ調節及び進退可能に設けられることを特徴とする、請求項８に記載の全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置。
10. 前記乳首部材と前記牛乳供給ユニットを洗浄する洗浄部をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置。
11. 前記洗浄部は、加熱器を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置。
12. 前記牛乳供給ユニットは、保管タンクに貯蔵されている牛乳または代用乳を温める熱交換器と、加熱された牛乳または代用乳が貯蔵される撹はんタンクと、を含むことを特徴とする、請求項８に記載の全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置。
13. 前記制御モジュールは、子牛個体情報を受信する判読部を含むことを特徴とする、請求項８に記載の全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置。
14. 子牛に牛乳をほ乳するためのほ乳ユニットと牛乳供給ユニットとを備える全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置であって、
    前記牛乳供給ユニットは、保管タンクに貯蔵されている牛乳または代用乳を温める熱交換器と、加熱された牛乳または代用乳が貯蔵される撹はんタンクと、を含むことを特徴とする、全自動子牛離乳ストレス最小化ほ乳装置。

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