PT96972B

PT96972B - Processo para controlar a qualidade de leite durante a ordenha de animais

Info

Publication number: PT96972B
Application number: PT96972A
Authority: PT
Inventors: Georg F Wagner
Original assignee: Lang Apparatebau Gmbh
Priority date: 1990-03-08
Filing date: 1991-03-07
Publication date: 1998-08-31
Also published as: DE59103916D1; ES2066426T3; DK0518907T3; WO1991014179A1; PT96972A; ATE115725T1; DE4007327C1; EP0518907B1; EP0518907A1; WO1991013543A1

Description

A presente invenção refere-se a um processo do tipo mencionado no preambulo da reivindicação 1.

Sabe-se que a condutabilidade eléctrica do leite das vacas e doutros animais, no caso de inflamação das glândulas na zona da ordenha, apresenta ura valor diferente em comparação com o valor da condutibilidade eléctrica no animal em estado saudável. No caso duma inflação, ocorre uma maior condtttabilidade eléctrica. 0 reconhecimento prematuro duma infla ®iação desse tipo (mastite) nas vacas é da maior importância porque se podem tomar as providências apropriadas antes que a inflamação se torne visivel e porque, por outro lado, o leite proviniente de ,glândulas inflamadas possui um elevado teor de germes. 0 leite oriundo de tetas atacadas de mastite distingue-se do leite proveniente de tetas saudáveis por meio da elevada condutibilidade eléctrica.

sinal de eondutância que é produzido por uma célula medi adora de condutabilidade, a qual é colocada no trajecto de passagem do leite duma teta, é um sinal fortemente significativo. Em especial no caso de produção insuficiente de lei te, ocorrem fortes oscilaçoês no sinal, que não permitem ne nhuma medição aproveitável da condutabilidade. Uma outra di ficuldade consiste em que a condutabilidade do leite estã sujeita a oscilações que são condicionadas pela estação do ano e que dependem de outros factores, como por exemplo da composição dos alimentos. Devido âs dificuldades mencionadas, ate a presente data, um reconhecimento prematuro das doenças das tetas com base no valor da condução eléctrica do leite produzido no processo directo, portanto directamen te pela ordenha d.o animal, é somente possível com bastantes dificuldades.

A invenção tem por objectivo proporcionar um processo do tipo indicado no preâmbulo da reivindicação 1, que possibi.

lita um diagnóstico seguro das inflamações glandulares duma teta directamente por ocasião da ordenha do leite.

referido objecto é alcançado, de acordo com a invenção, a traves das caracteristicas mencionadas na reivindicação 1.

Consoante a invenção, os sinais de contabilidade das várias células mediadoras, cada uma das quais é adicionada a um recipiente de recolha directa do. leite, sao submetidos primeiraihente a uma filtração digital com um processo de sihais, em que se eliminam as frequências de sinal que estejam abaixo de 0, 2 H^. Um filtro de passagem baixa que tra balhe analogicamente com uma frequência liminar reduzida des se tipo não é realizável ou é-o somente com grande dispêndio. Portanto, para a filtração na saída dos sinais de perturbação com frequência mais elevada utiliza-se um processa dor digital de sinais, que realize uma análise do espectro dos sinais éléctricos que lhe são alimentados, por exempio uma transformação de Pourier. Desta maneira pode-se efectuar, com meios técnicbs simples, uma filtração em passagem baixa, com frequência limite superior muito reduzida. A fre

A _M quencia-limite superior nao precisa ser, necessariamente, de 0,2 mas pode também ser inferior, por exemplo de 0,1 Hz.

Os sinais de condutabilidade filtrados da maneira acima citada, os quais já não contêm a parte perturbadora das frequências mais elevadas, são comparados uns com os outros,da ma célula de medição para outra célula de medição, de forma tal qu« as irregularidades caudadas por doença de eada uma das tetas podem ser determinadas facilmente. Preferivelmente, uma teta é então considerada doente quando o sinal de

condutibilidade filtrado do leite por ela produzido represei, ta uma percentagem determinada (regulável) sóbre os sinais de condutibilidade do leite fornecido pelas restantes tetas. A fim de incluir o caso em que várias tetas estão doentes,a comparação pode ser efectuada respectivamente com a condutãr cia do leite que é produzida pela teta cujo leite tem a oondutãncia mais reduzida.

De acordo com um desenvolvimento da invenção realiza-se uma outra filtração dos sinais da condutibilidade pelo facto de os valores de amplitude, que diferem em mais do que uma medida prá-estabelecida pelos anterior valores de amplitude de mesma célula de medição, serem suprimidos. Dessa forma ,garante-se que as fugas não venham falsear o resultado da medição. A medida pré-determinada e estabelecida, convenientemente, como parte ou percentagem doa anteriores valores de amplitude, os quais se referem, preferivelmente, aos últimos valores de amplitude medidos na mesma célula de medição.

Yantajosamente, a ordenha é repartida, para cada recepiente de recolha directa do leite, em entrevalds que tém, respectivamente, um tempo de duração pré-determinado. 0 processo completo de ordenha consiste, portanto, em numerosos intervalos de tempo que tém entre si a mesma duração, e que são numerados sequencialmente. Em cada intervalo determina-ee um valor característico de condutibilidade eléctrica, que é analisado e memorizado. 0 valor característico de condutibilidade é, de perferéncia, o valor de pico analisãvel, que, ocorre no respectivo intervalo de tempo; no entanto pode-se utilizar também um outro valor, por exemplo o valor médio do referido intervalo de tempo, como valor característico.

Nas diversas fases da ordenha, que são constituídas por pré-

-ordenha, ordenha principal e ordenha posterior, surgem nor malmente diferentes condutâncias. As operaçoês de ordenha das várias tetas decorrem umas em relação as outras, pelo facto de os recipientes para a recolha directa do leite serem colocados nas tetas de um após o outro. Devido ao facdfco de a cada recipiente de recolha do leite ser atribuída uma sequência especifica de intervalos de tempo, os intervalos correspondem dentro da operação de ordenha podem ser compa radas uns com os outros, apesar de os referidos intervalos estarem cronologicamente desfasados uns em relação aos ou* tros. Comparam-se, respectivamente, os valores ..característicos de condutibilidade elétrica dos intervalos cujos os números são iguâis.

Cada uma das operaçoês de ordenha, que se realizam e à tarde, dia após dia, pode-se diferenciar, após vários dias, de outras operaçoês de ordenha. Para uma análise do estado de saúde do úbere do animal, pode ser conveniente, comparar as operaçoês de ordenha umas com as outras, relactivas a um período de tempo maior, a fim de determinar cursos normais ou elevações anoribais da condutancia do leite. Em regra, são es tranhas as diferenças de lOOOjuS/cm na condutancia no perío do de 5 dias.

processo de acordo com a invenção permite memorizar os valores caracteristicos da condutibilidade dos numerosos inter valos de tempo duma operação de ordenha e compará-los com os valores de condutibilidade caracteristicos de várias operaçoês de ordenha anteriores. Deve-se então admitir sempre a suspeita de uma raastite que ainda não é clinicamente eviden te, quando a capacidade de condução eléctrica diferente dafcanzte algumas operaçoês de ordenha de salta de repente subin do al&umas centenas de micro-Siemens. Neste caso, não é de

notar a altura absoluta do valor da condutibilidade. 0 caso clássico da mastite ainda não evidente clinicamente consiète no facto de se obter, de uma teta leite com uma condutân cia que é 1000 ou 2000yiS mais elevada do que a condutância do leite das outras 5 tetas.

Se a condutibilidade eléctrica do leitd das três tetas saudáveis se situa em cerca de 200 a 4θ0 numa grama de variação, então esse valor deva ser considerado normal. A condu tibilidade de uma teta doente diferencia-se, pelo contrario, geralmente em mais de 1000JbS acima do normal.

Na ultima fase da pperação de ordenha, a condutibilidade do leite diminui por cauâa do crescente teor de gurdura durante a ordenha posterior (espremedura). Mediante a comparação da curva de medição de condutibilidade de’ ,toda a operação de ordenha com uma curva de referência pode-se determinar un decurso anormal.

á tipico que a pré-ordenha, devido à maior possibilidade de contaminação por germes nos primeiros segundos da operação de ordenha, apresente uma condutância mais elevada, a qual decresce rapidamente e, durante a ordenha principal numa vaca saudável_f apresenta um valor mais reduzido, que se pode modificar continuamente (constantemente). Mediante a comparaçao da pre-ordenha entre a» varias tetas, e por meio das comparações da pré-ordenha de momente com uma ou várias pre-ordenhas anteriores das mesmas tetas pode-se avaliar, com elevada segurança, se existem desvios estranhos.

Dado que esta avaliação se efectua no local de ordenha, se possível, com o processo de acordo com a invenção, separar o leite que é fornecido por uma teta doente, antes na entra da no depósito comum do leite. Desta maneira assegura-se >· que o leite contaminado com germes não será misturado com o leite são.

Sm seguida explicar-se-á , com mais promenores, um exemplo de realização da invenção, com referência aos desenhos. Mos tram

Pigura 1 - uma representação esquemática da passagem do lei te de um recipiente para a recolha directa do leita até um tanque para o leite;

Pigura 2 - uma representação esquemática da câmara de medição que contém uma célula de medição ds condutibilidade eléctrica;

Pigura 3 - um quadro das ligações em bloco do dispositivo de avaliação;

Pigura 4 - períodos de tempo característicos do sinal de condutibilidade durante uma operação de ordenha;

Pigura 5 - a obtenção dos sinais característicos de conduti bilidade eléctrica, e;

Pigura 6-o decurso cronológico de condutibilidade numa te· ta, na qual se constactou uma doença progressiva, durante vários dias.

Na Pigura 1, ilustra-se o recipiebte pana a recolha directa do leite 10 duma maquina de ordenhar, a qual possui quatro recepientes desse tipo, para a recolha do leite. 0 recipien te para a recolha directa do leite 10 é aplicado de maneira

já conhecida,a teta de uma vaca. Na saida do recepiente para a recolha do leite 10 encontra-se um dispositivo mediador de passagem 11 e deste ultimo saí uma tubagem para den tro da câmara de mediação 12. Da câmara de mediação 12, o leite passa nor uma válvula de comando magnético 15 para o dispositó de recolha de leite 14. No deposito do leite 14 reunem-se todas as correbtes de leite de todos os quatro recipientes para a recolha directa de leite. 0 depósito do lei te está ligado a uma bomba de sucção 15 que funciona periodicamente, assim somo a um tanque, na qual se junta todo o leite.

La válvula 13 saí uma tubagem secundária 17 para um colector 18 para o leite de menor qualidade. Bnqranto se determinar, na câmara de medição 12, a presença de leite são, a válvula 13 fica ligada ao colector de leite 14» todavia, a ligação á transferida para o colector 18, se na respactiva câmara de medição 12 se determinar a presença de leite contendo ger mes, de uma condutância demasiado alta.

A câmara de medição 12 está ilustrada . na Figura 2 de uma forma esquemática. Ela possui uma caixa 19 com uma abertura de entrada 20 na tampa e uma abertura de saída no fundo. Na caixa encontra-se, abaixo da abertura de entrada 20, um re^cepiente de recolha 22, dentro da qual o leite cai a partir da entrada 20. No recipiente de recolha 22 instala-se a cá lula mediadora, que e formada por uma bobina indutora 24 e por uma bobina induzida 25 ou bobina secundária, coexial à primeira bobina. Ambas as bobinas 24 e 25 formam um transa· formador sem ferro. A bobina de excitação 24 á alimentada por um oscilador 26 com uma frequência de excitação de cerca de 5 a 10 kH . Dependendo da indutância do leite existen te no interior da bobina, resulta,na bobina de recepção 25 uma tensão, que ó aumentada por um- amplificador 27, Esta tensão forma o sinal de condutibilidade eléctrica.

Para a identificação automática da vaca, esta última ó dota da com um código respectivo, que pode ser lido por um dispositivo. Desta forma consegue-se que os valores de condu tibilidade sejam atribuídos sempre a mesma respectiva vaca e memorizados num sector da memória previsto para a mencionada vaca. Pimalmente deve-se notar que existe uma nítida correlação entre os recepiente para a recolha directa do le.. te e as tetas de cada vaca, ou áeja, que, em cada vez, o mes mo recipiente para a recolha do leite ó aplicada à mesma te ta.

De acordo com a Pigura 3, o sinal de condutibilidade produzido pela célula de medição 23 ó alimentado a um multiplexador 28, o qual, alóm disso,recebe os sinais de condutibilidade das três células de medição estaladas nos três outra recipientes para a recolha do leite e fornece os mencionados sinais de condutibilidade, no processamento de muitiple xação por divisão do temp®, a um transformador analógico/di, gital 29, Os sinais de condutibilidade são processados no processador digital de sinais (DSP) 30, para a forma digital. 0 processador de sinais realiza uma análise de Pourier e um filtração de passagem baixa ou filtração de banda, de forma que passam as frequências entre 0, 01 e 0, 1 H e suprimem-se todas as outras frequências. Alóm disso, realiza-se, no processador de sinais 30, uma filtração de amplitudes, em que aqueles valores de amplitude que se desviem segundo mais do que, um certo valor (15%) pró-determinado, em relação aos anteriores valores de amplitude da mesma célula de medição, no sentido da diminuição.

Os sinais de condutibilidade filtrados, que representam resultados representativos em relação aos intrevalos de uma operação de ordenha, os quais ainda serão explicados, estão indicados numa Tabela na memória de acesso aleatório RAM 51. Além disso, os sinais de saída» do processador de sinais 50 são alimentados a um outro processador 52, no qual eles são comparados com os sinais qúe foram memorizados na memória 51, portanto com os sinais de condutibilidade de operaçoes de ordenha anteriores.

A saída 55 do processador 52, por ocasião da constalação da existência de leite proveniente de uma teta dsente, fornecer um sinal a.um dispositivo de alatme 54 assim como aos ímans 15a da válvula magnética 15 (Figura 1), de forma que a mencionada válvula no recipiente colector 18 é desligada.

Ao processador 52 é ligado ainda um dispositivo de entrada/ saída 25 no qual se podem apresentar graficamente os valores da condução ou condutãncia, da operação de ordenha em curso, sobre um visualizador, assim como também as condutãncias, pedidas à memória 51, de anteriores operaçoes de ordenha. Além disso, o dispositivo de saída $5 possui um tecladc^ com o qual se podem regular os valores limite e as propoj^oes admitidas (percentagens) para a filtração e a avaliação dos sinais de condutibilidade.

processador 52 recebe ainda 0 sinal do mediador da corrente de passagem 11, que mede a quantidade do leite produzido. Se uma teta produzir pouco leite, produz-se igualmente um si nal de aviào. Esta função de vigilância da corrente de passa gem pode também terminar a operação de ordenha, se 0 sinal for dado á bomba de sucção 15.

processador de sinais digital 30 efectua a filtraçao dos sinais de cindutibilidade utilizáveis, assim como a elaboração dos referidos sinais, para se obter um sinal caracteristico para cada intervalo. 0 processador 32 executa, pelo co trário, o processamento e avaliação dos valores de condutib lidade característicos elaborados.

|H· Ib

Ra Figura 4 está ilustrado o decttrsu cronológico de uma operaçao de ordenha tipica, em cuja a ordenha esta registada a condutãncia específica K em yuS/cm. Por condutãncia deve-se entender sempre o valor específico da condução eléctrica

A operação de ordenha é constituída pelas fases de pré-ordenha VG_? ordenha principal HG e ordenha posterior RG. Com o numeral de referência 36 indica-se o decurso cronológico típico da condutãncia do leite proveniente de uma teta sã. Reconhece-se que a condutãncia é submetida a fortes oscilaçoês e é^Hapagada” , o que deve ser atribuído em especial à influência dos impulsos de sucção da bomba de sucção 15 (Figura 43 que actuam na câmara de medição

Com o numaral de referência 37 indica-se o decurso alisado da curva de condutãncia do leite oriundo de uma teta doente. As condutâncias são de cerca de 1000/iS/cm acima da curva 36.

Com a base na Figura 5 explica-se a obtenção dos valores de condutibilidade característicos, determinados para a avaliação.

Toda a operação de ordenha é repartida por numerosos intervalos com a duração aproximada de 6 segundos, os quais estão registados ao longo do eixo cronológico t e estão numerados sequencialmente. Em cada um dos referidos intervalos deter13 mina-se um valor de condutibilidade característico, que é ma cado com um ponto. 0 valor de condutibilidade característico no exemplo de realização aqui ilustrado é o valor de pico no respectivo intervalo, portanto a amplitude de um pico de sinal.

Aquelas frequências que se situam fora da zona de passagem do filtro digital de frequências, são comprimidas. Por exemplo, a curva 36 na Figura 5 compreende uma zona manifesta 38 de alta frequência e grande oscilação de amplitude. Esta zona 38 é suprimida. Nela não ocorre nenhuma formação de um ra lor característico de condutibilidade, determinado para a avaliação. Através da filtração não se realiza nenhum nivelamento da zona de sinal indesejável, mas antes uma não-consideração durante a avaliação.

processador de sinal digital 30 fornece os valores característicos da condutibilidade, que estão marcados com pontos na Figura 5 e são designados com o numeral de referência 39, em conjunto com os respectivos números de intervalo no processador 32 e na memória 31, Na memória 31 documenta-se toda a operação de ordenha, separada consuante os recipientes para a recolha directa do leite nas tetas, em que se memori-zam, numa Tabela para cada recipiente de recolha do leite, todos os valores característicos da condutibilidade eléctrica 39 com os seus números de intervalos.

processador 32 compara os valores da condutibilidade eléctrica dos quatros recipientes para a recolha directa do leite nas tetas, imtervalo a intervalo, entre si, a fim de poder estabelecer uma curva relativa a uma teta, que se diferencia das restantes curvas, e ele também compara as curvas da operação de ordenha em curs.o com as curvas memorizadas de .2

operaçoes de ordenhas anteriores, separadas consuante as he tas, em que os intervalos são ajustados uns aos outros.

Na Figura 6 o valor da condutância K está registado em rela ção ao tempo, em que o tempo está indicado em dias. Com o numeral 40 indica-se a curva de uma teta sa e com 0 numeral 41 designa-se a curva relactiva a uma teta doente. Cada uma das curvas 40 e 41 é constituída por pontos, 4os quais cada um representa um valor característico de uma operação de or denha, por exemplo 0 valor medio de todos os valores característicos 59. Determina-se então o estado de doença da teta em questão, quando 0 valor da curva 41 se diferencia segundo uma determinada percentagem (15%) em relação aos valo· res anteriores sobre a mesma teta. Desta forma, a teta doen te encontra-se ainda num estado inicial da doença.

Claims

1 - Processo para controlar a qualidade do leite durante a ordenha de animais, de acordo com o qual se instalam células de medição da condutibilidade eléctrica nos recipientes de recolha directa do leite de cada animal duma máquina de ordenha, cujos sinais de condutibilidade são avaliados com um computador, caracterizado pelo facto de os sinais da condutibilidade serem transformados em sinais digitais e serem filtrados com um processador digital de sinais (30) que suprime as frequências de sinais superiores a 0,2 Hz, e os sinais da condutibilidade filtrados de todas as células de medição da condutibilidade (23) serem comparados uns com os outros de maneira a diagnosticar uma diferença entre os sinais duma célula de medição e os sinais das outras células de medição.

2 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se realizar uma outra filtração de tal maneira que se suprimem os valores das amplitudes que diferem de um valor previamente fixado em relação aos valores da amplitude anteriormente registados nas mesmas células de medição no mesmo processo de ordenha.

£

3 - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de o processo de ordenha se repartir por cada recipiente (10) de recolha directa do leite durante determinado intervalos de tempo, se determinar e memorizar um valor médio da condutibilidade característico (39) por cada intervalo de tempo e se compararem mutuamente os valores da condutibilidade obtidos em intervalos de tempo diferentes que foram obtidos a partir do inicio do processo de ordenha nos mesmos recipientes de recolha ao longo do tempo.

4 - Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de, pelo menos durante um processo de ordenha, se memorizarem separadamente os valores característicos da condutibilidade eléctrica (39) dos intervalos de tempo de acordo com os recipientes de recolha do leite e se compararem os novos valores da condutibilidade eléctrica medidos num processo de ordenha subsequente com os valores memorizados dos correspondentes intervalos de maneira a conhecer as diferenças que não alcançam um valor previamente determinado.

3 *

5 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a

4, caracterizado pelo facto de o processador de sinais (30) ter uma gama de passagem compreendida entre 0,01 e cerca de 0,1 H .

6^a - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a

5, caracterizado pelo facto de se calcular os valores médios das condutibilidades eléctricas características (39) separadamente de acordo com os recipientes de recolha do leite durante pelo menos um processo de ordenha e se comparar com correspondentes valores médios de processos subsequentes de ordenha.

7 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto de o valor característico da condutibilidade eléctrica (39) dum intervalo ser o valor do pico do sinal da condutibilidade filtrada.

8 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a

7, caracterizado pelo facto de os sinais da condutibilidade eléctrica de todas as células de medição (23) serem tratados num dispositivo de processamento de tempo multiplexado.

9 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a

8, caracterizado pelo facto de o leite proveniente de um recipiente de recolha (10) cuja célula de medição (23) nele instalado origina um sinal de condutibilidade anormal, ser desviado do leite restante.