חליבה מכנית

חליבה מכנית או חליבה ממוכנת הוא התהליך בו נחלבות בהמות (בעיקר פרות, כבשים או עזים), תוך שימוש במיכון לשם החליבה עצמה (בהבדל מהחליבה הידנית) ולשם סיוע בשינוע הבהמות אל תוך המחלוב (מכון החליבה) והחוצה ממנו. החליבה הממוכנת מתבצעת באמצעות יצירת פעימות ואקום על פטמות עטיני הבהמות בצורה המדמה חליבה ידנית. חליבה מכנית היא צורת החליבה הנפוצה היום בעולם המערבי.

פיתוח החליבה הממוכנת הביא לגידול בגודל הממוצע של רפתות החלב, מרפת משפחתית שכללה מספר מועט של פרות לרפתות של עשרות, מאות ואף אלפי פרות. הגידול בהיקף הרפתות הפך את ענף הבקר לחלב בחלק ממדינות המערב לענף בעל מאפיינים תעשייתיים במובנים רבים. היום התפתחה החליבה המכנית עד כדי כך שניתן לראות בעשרות רפתות בישראל רובוטים המשמשים מכונת חליבה ומאפשרים לפרה להיכנס אליהן, כשהיא רוצה בכך, להזדהות באמצעות מחשב ולהיחלב בצורה המתאימה לה.

ב-1836 הומצא מכשיר החליבה הראשון. מכשיר זה היה מורכב מארבעה קטטרים, המוחדרים לפי-הפטמות, שחוברו בצינור גומי למכל חלב. מכונות אלו, כמו מכונות שהתבססו על הפעלת לחץ מכני על פטמת הפרה או שאיבה בוואקום, לא תמיד היו יעילות, ואף גרמו לפגיעה בפטמת הפרה וברקמת העטין. כיום, מקובלת חליבה באמצעות משאבת ואקום, המתחברת לעטיני הפרה באמצעות גביעים קשיחים, מרופדים בשרוול גומי. מכונת החליבה בנויה מארבעה גביעים, וכך נחלבים כל ארבעת העטינים באותו הזמן, שלא כמו בחליבה ידנית. גביע החליבה המכנית נצמד לפטמה באמצעות ואקום. שרוול הגומי בחלקו הפנימי של הגביע מכיל אבוב הפועם (כלומר מתנפח ומתכווץ) בערך אחת לשנייה, ובאופן זה מעודד את זרימת החלב מן הפטמה דרך צינור בתחתית הגביע למכל, ולחלופין זרימת חלב מגוף העטין אל הפטמה.

תהליך החליבה הוא אוסף של כל המשימות אשר צריכות להתבצע כדי לחלוב בהמות. התהליך מונה כמה תתי משימות: ריכוז הבהמות לפני החליבה, הכנסת הבהמות לתוך המחלוב, פיקוח וניקוי עטיניהן של הבהמות, התקנת ציוד החליבה על העטינים, החליבה עצמה, הסרת ציוד החליבה, הוצאת הבהמות מן המחלוב.

החליבות מתבצעות פעמיים או שלוש פעמים ביום, בשעות קבועות. מרווחי הזמן בין החליבות נקבעים כך שיתאימו לסדר היום של כלל הרפת או הדיר ומתוך מטרה כללית של מרווחי זמן שווים, ככל הניתן, בין החליבות. לאחר שנקבעו זמני החליבה, חייב החקלאי להתאים את סדר יומו לזמנים אלו. זמני החליבה הקבועים מאלצים חלק מהחקלאים להיות נוכחים בכל החליבות בכל ימות השנה, גם כאשר הם חולים או כאשר יש להם התחייבויות נוספות. אילוץ זה בעייתי במיוחד בקרב חקלאים בעלי משקים משפחתיים קטנים שידם אינה משגת שכירת כוח אדם נוסף לסיוע בחליבות. זהו אחד הגורמים העיקריים לירידה בכמות המשקים המשפחתיים.

כדי לייעל את תהליך החליבה, עברו המחלובים, החל מאמצע המאה ה-20, תהליך הדרגתי של הגדלה ומעבר לאוטומציה. מערכות בקרה אוטומטיות או חצי אוטומטיות הותקנו ברוב המחלובים המודרניים בעולם. מעבר לחליבה הממוכנת, שהיא טכנולוגיה ותיקה, מזהה עמדת החליבה את סיום החליבה אצל כל בהמה ומסירה אוטומטית את אשכול החליבה מהעטין. קיימות גם מערכות ניקוי אוטומטיות אשר מנקות את מכונות החליבה בין בהמה לבהמה על מנת למנוע הדבקות במחלות עטין (אם כי קיימים חילוקי דעות בקרב החקלאים לגבי יעילותן של מערכות השטיפה האוטומטיות). בעת שכל דבוקת הבהמות סיימה את חליבתה נפתח החיץ המגביל את תנועת הבהמות באופן אוטומטי והן יוצאות מן המחלוב.

באמצעות מערכות אלו, המשימות היחידות אשר נשארו לחולבים הן ניקוי עטיני הבהמות לפני החליבה והתקנת ציוד החליבה על הפטמות. ניקוי אוטומטי והתקנת ציוד החליבה היא משימה מורכבת למכונות, אשר דורשת גילוי מדויק של מיקום העטינים. המשימות הללו מוכנו בהצלחה ברפתות הרובוטיות.

במשך השנים התפתחו מספר דגמים של מחלובים שנבדלים אחד מן השני בצורתם, בכיווני העמידה של הבהמות ובצורת השינוע של הבהמות אל תוך המחלוב והחוצה ממנו. הדגמים הנפוצים ביותר הם:

• שדרת דג (Herringbone)
• מכון מקבילי (Parallel)
• טנדם (Tandem)
• קרוסלה (Rotary)
• קרוסלה צפה (Floating Rotary)

מאז שנות ה-70 של המאה ה-20 בוצעו מחקרים רבים אשר התמקדו במציאת שיטות מתקדמות לשיפור תהליך האוטומציה של חליבת בעלי החיים, מחקרים אלו הובילו לבסוף לפיתוח הרפת הרובוטית (Voluntary milking system).

הרפתות הרובוטיות מותאמות לבעלי החיים משום שהן מסוגלות לחלוב כל חיה כאשר היא מוכנה להיחלב, במקום לחלוב את כל בעלי החיים לפי לוח זמנים קבוע. הרפתות הרובוטיות דורשות אוטומציה מלאה של תהליך החליבה כאשר החיה יכולה לבחור מתי היא מעוניינת להחלב במשך כל שעות היממה.

כאשר הבהמה בוחרת להיחלב במערכת החליבה (בשל הרגל אותו פיתחה החיה או משום שעטיניה התמלאו בחלב), חיישן שנמצא בעמדת החליבה מזהה את החיה באופן אוטומטי על ידי משדר שנמצא על צווארה או על רגלה של הבהמה ומעביר את הטיפול בה למערכת השליטה. קיים גם תג זיהוי שאוגר בתוכו נתונים אודות פעילות החיה וכך, בעזרת תוכנת מחשב ייעודית, יכול הרפתן לדעת מתי הבהמה נמצאת בייחום ויכול להחליט אם לבצע הזרעה מלאכותית. במידה והבהמה נחלבה יותר מדי לאחרונה, מוציאה מערכת השערים האוטומטית את הבהמה ממערכת החליבה. במידה והבהמה יכולה להיחלב, היא מובלת אל תוך מערכת החליבה, שם מנוקים עטיניה והיא נחלבת, הכל באופן אוטומטי. לעיתים, כדי לגרום לבהמות לרצות להיחלב, מאפשרים חקלאים לפרות הנחלבות גישה למזון בזמן שהן נחלבות במערכות החליבה.

המרכיב החדשני העיקרי ברפת הרובוטית היא הזרוע הרובוטית. הזרוע הרובוטית ממכנת את המשימות של ניקוי העטינים והתקנת ציוד החליבה על גבי העטינים ובכך מאפשרת למערכת כולה לעבוד באופן אוטומטי מלא ללא מעורבות עובדים אנושיים. העיצוב המתקדם של הזרוע הרובוטית ושל חיישנים ואמצעי הבקרה מאפשרות ביצוע חליבות ללא פיקוח אנושי, באופן כזה שנוכחות החקלאי נדרשת רק כדי לפקח על מצבן של החיות או כאשר אחת הפרות לא נכחה בחליבה.

ליחידת חליבה ממוצעת, יש קיבולת שבין 60 ל-70 פרות. הרפתות הרובוטיות חולבות את כל הפרות בממוצע פעמיים או שלוש ביום, לכן יחידת חליבה אחת אשר מטפלת ב-60 פרות וחולבת כל פרה שלוש פעמים ביום היא בעלת יכולת חליבה של 7.5 פרות בשעה.

הרפתות הרובוטיות הפכו זמינות באופן מסחרי מתחילת שנות התשעים, והוכיחו הצלחה מרובה יחסית בשיטת החליבה החדשנית בה הפרה מחליטה מתי היא מוכנה להיחלב.

• אין צורך בעובדים - החקלאי פטור מתהליך החליבה ומהאילוץ לעמוד בלוח הזמנים הנוקשה של החליבות, ועיקר העבודה מצד החקלאי מתמקדת בפיקוח על בעלי החיים, האכלתם, וכדומה.
• הגברת תדירות החליבות - תדירות החליבות יכולה לגדול עד לשלוש פעמים ביום, אף על פי כן ברפתות הרובוטיות כל בעלי החיים נחלבים בממוצע 2.5 פעמים ביום. תדירות גבוהה יותר של החליבות מגבירה את כמות החלב אותו מניבה כל חיה.
• ניהול העדר - השימוש במערכת שליטה ממוחשבת מאפשרת לחקלאים טווח רב יותר של נתונים לניהול הרפת. בעזרת הנתונים הללו יכול החקלאי לשפר את ניהול הרפת על ידי ניתוח של נטיות מסוימות בעדר, למשל כיצד משפיע מזון מסוים על יצור החלב של העדר. החקלאי יכול גם לעבור על ההיסטוריה של כל חיה וקיימת גם מערכת התראות אשר מתריעה על שינויים לא שגרתיים, סימני מחלה או פגיעה. איסוף המידע ברפת הרובוטית אמנם מקנה למערכת ערך מוסף, אך הפקת המיטב מן המידע אשר המערכת צוברת תלוי במידה רבה במיומנויותיו של המשתמש.
• שבת - ההתנהלות השבתית ברפת רובוטית פשוטה יותר.

• מחיר התחלתי גבוה - עלות הרפת הרובוטית יקרה מאוד ורק מעטים מסוגלים להחזיק אותה. עלות ההשקעה אינה משתווה לעלות התחזוקה של רפתות רגילות, בהן ניתן להשיג אף תנובת חלב גבוהה יותר במחיר דומה או נמוך יותר.
• החזר נמוך של ההשקעה - לרפתות רובוטיות קיבולת נמוכה יחסית, ולכן אינן מחזירות את עלות ההשקעה הגבוהה בהן. על אף שקיימות גם רפתות רובוטיות אשר מסוגלות לטפל בכמות גדולה יותר של חיות, השימוש ברפתות רובוטיות בעדרים בהם מעל 300 בעלי חיים הוא נדיר.
• מערכת מורכבת - בעוד שמורכבות הציוד הוא חלק בלתי נפרד מהמעבר לטכנולוגיות מתקדמות, המורכבות של יחידות החליבה ברפתות הרובוטיות לעומת מערכות החליבה הרגילות מקטינה את היכולת של החקלאי לבצע בהן תיקונים בעצמו לכשיצטרך, ומגבירה את ההסתמכות על שירותי תחזוקה על ידי היצרן - גורם העלול לייקר את עלות התחזוקה של הציוד.
  • בעיה נוספת המובעת ממערכת מורכבת היא ההסתמכות הבלעדית על תגובה מצד היצרן במקרה שהמערכת חדלה מלפעול או במקרה שצצות בעיות כלשהן. אם השירות הטכני לא ניתן באופן מיידי, החקלאי חייב למצוא דרכים חלופיות לחלוב את כל העדר. באופן מעשי הוכיחו הרפתות הרובוטיות את עמידותן וטכנאי המערכת מספקים לרוב שירות מהיר וטוב, עם זאת הסיכון עודנו קיים.
• מפגש מינימלי בין החקלאי לעדר - ניהול אפקטיבי של רפת החולבות דורש שהחקלאי יהיה מודע באופן מוחלט למצב העדר. בחליבות הקונבנציונליות, החקלאי רואה את הפרות לפני שהוא מתקין את ציוד החליבה ומסוגל לשים לב במידה ואחת הפרות פגועה או חולה. ברפתות הרובוטיות תדירות המפגש של החקלאי עם בעלי החיים בעדר יורדת - דבר אשר מגדיל את הסיכוי כי החקלאי יחמיץ מחלה ממושכת של אחת החיות. באופן מעשי, קיימים בכל יחידה חיישנים אשר בודקים את איכות החלב ומשתדלים לגלות שינויים באיכות החלב אשר נגרמו כתוצאה מזיהומים, ובנוסף על כך מפקחים החקלאים על העדר לעיתים קרובות. אף על פי כן, משום שהחקלאים צריכים לפקח על כל בעלי החיים על בסיס יומי, החקלאים עדיין מחויבים להיות נוכחים ברפת שבעה ימים בשבוע.

בשנת 2008 הופעל מכון חליבה, החולב 48 עזים בעת ובעונה אחת, ב"מחלבת סוסיא" בישראל שבה 500 עזים. עד אז היה מקובל להפעיל מכוני חליבה קטנים יותר ברוב דירי העזים בארץ לאחר שכמעט פסקה החליבה הידנית.

מערכת המחשוב של המכון מסייעת גם להגדרת המועד המתאים ביותר לארוחה, לחליבה וגם לכניסה להריון כדי לקבל את התפוקה הטובה ביותר של חלב. בעת הכניסה והיציאה המסודרת של העזים קוראת מערכת המחשבים את תגים שעל העז וכך ניתן להשיג שליטה וניהול על מהלך חייהם.

מדיה וקבצים בנושא חליבה מכנית בוויקישיתוף

• ההיי-טק מגיע לרפת - כתבה ב"הארץ" - 24/02/06
• nrg יהדות, עזית העיזה המתנחלת, באתר nrg‏, 6 בפברואר 2008