WO2009098339A1 - Método y sistema de obtención de leche fresca de características diferenciadas basado en la separación durante el ordeño - Google Patents
Método y sistema de obtención de leche fresca de características diferenciadas basado en la separación durante el ordeño Download PDFInfo
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- WO2009098339A1 WO2009098339A1 PCT/ES2009/000066 ES2009000066W WO2009098339A1 WO 2009098339 A1 WO2009098339 A1 WO 2009098339A1 ES 2009000066 W ES2009000066 W ES 2009000066W WO 2009098339 A1 WO2009098339 A1 WO 2009098339A1
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Definitions
- the present invention relates to a method for classifying fresh milk in several tanks based on certain characteristics of interest obtained in real time during the milking process or based on predefined criteria; and to the electronic and automatic system that implements it, and that acts on the milk pipes in any milking machine.
- the milk obtained is diverted depending on each animal or each quarter, on each day of the lactation period, on each milking and / or at each moment of milking to one of the conservation tanks according to the established slogans, being able to obtain different types of milk, with different and predefined parameters and that can be used for different purposes.
- Obtaining milk with differentiated characteristics is a permanent economic objective of the dairy sector since the cost of the product is associated with characteristics such as fat, protein, lactose, somatic cell count (RCS) or other factors, such as presence of undesirable colors, which can make the product less attractive to the consumer, an important factor in a product dedicated to human food.
- characteristics such as fat, protein, lactose, somatic cell count (RCS) or other factors, such as presence of undesirable colors, which can make the product less attractive to the consumer, an important factor in a product dedicated to human food.
- the first negative effect is the increase in the associated cost caused by the corresponding increase in the final price of the product or the reduction in the profit margin for the members of the production chain.
- the mechanical separation which is the most common case within the milk production chain, in order to lower the fat content, produces a drag effect of other nutrients such as protein, reducing the economic value and Nutritive of the final product.
- the variation in the parameters can occur depending on the animal itself, its age, the day of lactation, the instant within the milking or, even, seasonal variations that affect the color of the milk, due to changes in the herd feeding. If there is variation in the parameters and the number of animals is sufficient, it will be possible to obtain the separation based on certain objectives for each housing.
- the RCS Somatic Cell Count
- the RCS has a high variation depending on the animal as it corresponds to a part of the symptoms of mastitis in any of its forms as indicated in the publication (YH Schukken, KE Deslié, AJ Weersink, and SW Martin "Ontario BuIk MiIk Somatic CeIl Count Reduction Program. 2. Dynamics of BuIk MiIk Somatic CeIl Counts", Journal of Dairy Science. 75 (12): 3359), being able to obtain values as disparate in the same installation as 10,000 cells per milliliter or several million cells per milliliter.
- the invention relates to a method and the system that implements it and which allows the milk to be diverted to a specific tank based on the measurements that are made in real time during the milking of each animal, depending on the day of lactation, number of lactation, age and characteristics of the animal, depending on at the time of the year and based on the references established for the installation as a whole.
- milk of certain characteristics can be accumulated in each tank and, consequently, achieve, according to the control strategies that are applied, the range of available values and the number of animals, enriched, differentiated or controlled milk.
- the classification of milk according to some of the parameters mentioned above allows to obtain, at a first level of sophistication, rich or enriched milk in some of the specific characteristics.
- Fig. 1 the evolution of the fat content can be observed as a function of the milking time with the corresponding confidence intervals of the
- Fig. 3 shows the evolution of the protein content in milk as a function of the day of lactation.
- a fairly pronounced relationship can be observed up to 300 days of lactation with a variation of up to 25% in the levels of interest which allows the protein content to be modeled with respect to the DEL parameter (Days in Milk) almost linearly; 300 days is usually the most common limit for the vast majority of animals in production. According to these data, it is possible to separate the milk according to the protein content depending on the day of lactation.
- the value of RCS has unpredictable variations depending on the days in milk (DEL), age, number of lactations although, for a given level it presents some variations within the milking as can be seen in Fig.
- milk can also be differentiated based on the RCS, measuring this parameter in real time using some type of device (such as the one shown in patent ES2190753) that allows a system to decide where to send the milk based on this critical value.
- the method of obtaining differentiated milk aims to achieve a certain value or set of values at one or several storage points and comprises: a) The determination of the values of the parameters of interest in the milk that are going to be object of differentiation, which can be done by direct measurement of its value by means of the corresponding sensors, or by estimating it from any other method. b) Comparison of the values of these parameters with the set of setpoints. c) Action on milk diversion systems to specific pipes based on the previous values. d) Driving the milk to independent tanks.
- the fat content in the milk is measured and the milk bypass systems are operated on specific lines depending on the fat value obtained and a reference value for the installation. In an even more preferred embodiment, the reference is to obtain semi-skimmed milk.
- reference is made to obtaining skim milk, that is, milk with a fat content of less than 1 gr / 100 ml. In another even more preferred embodiment, the reference is to obtain liquid cream, that is, milk with a fat content greater than 10 g / 10 ml.
- the protein content in the milk is obtained and the milk diverting systems are operated at different conduits depending on the protein value obtained and a reference value for the installation.
- the lactose content in the milk is obtained and the milk bypass systems are operated on different lines depending on the lactose value obtained and a reference value for the installation.
- the somatic cell count in the milk is obtained and the milk diversion systems are operated on different conduits depending on their value and a reference value for the installation.
- milk that exceeds a certain somatic cell count value is discarded.
- the presence of inhibitors in milk is detected and it is determined whether it is above or below any value set in advance for the installation, and the milk bypass systems are actuated for disposal in the event that the reference value is exceeded.
- the parameters of interest in milk are obtained in the independent storage tanks.
- the system that implements this method at each point where the differentiation of milk is to be carried out comprises a series of blocks that perform the above functions: - A sensor or a block of sensors located in the milk line that is intended to differentiate and which They correspond to some or all of the parameters that are the object of differentiation and / or a system for estimating parameters for those that are not going to be measured in line with the conduction of milk using sensors. This estimate is made using information from the animal and previous data about its production.
- the system makes the diversion decisions based on the various values involved that may comprise all or any of the following data: values of the sensors in line, values of the sensors in the tanks (if they had them), slogans, reference values of the variables that measure the sensors and the data of the installation and of the animals.
- the final set has as many systems as the one just described, such as points where you want to differentiate milk and can also include other auxiliary systems such as those that allow direct actions by a user on the diversion of the milk or systems capable of measuring or estimating the values of the parameters involved in the differentiation process directly at the storage points.
- these values make it possible to specify the decision-making process by knowing the values that are being obtained at each moment and at each differentiated milk storage point.
- the separation of milk at the time of milking prevents or reduces further processing.
- two effects are achieved: on the one hand, the cost associated with these treatments is reduced and, on the other hand, the reduction of the performance on milk prevents the loss of useful life and of both nutritional and organoleptic properties.
- FIG. 1 graph showing the evolution of fat content as a function of milking time with the corresponding confidence intervals. In abscissa the fraction of milking is shown and, in ordinates, the fat content for that particular moment.
- FIG. 2 graph showing the variation of fat according to the day of lactation. In abscissa the days in milk (DEL) are shown while, in ordinates, the fat content is indicated.
- FIG. 3 graph showing the evolution of protein content in milk according to the day of lactation. In abscissa the days in milk (DEL) are shown while, in ordinates, the protein content is indicated.
- FIG. 4 graph showing the variation of the RCS value as a function of the milking fraction. In abscissa the fraction of milking is shown and, in ordinates, the content of RCS for that specific moment.
- FIG. 5 scheme showing the system that is incorporated in each milking stand.
- FIG. 6 scheme that shows a discriminator or local controller in charge of deciding what to do with the milk that is being produced at any moment.
- FIG. 7 scheme showing the general conception of the fresh milk separation system with differentiated characteristics.
- the present invention can be carried out in many ways and there are various particularizations thereof that are focused on solving certain specific problems in a livestock facility. For a better understanding of the possibilities of use and application of the present invention, some examples are described below that should always be understood without any restrictive or limiting nature of the scope of the invention itself.
- Fig. 5 shows the system that is incorporated in each milking station and is capable of diverting the milk to a certain tank (8) using drives to bypass systems (1) that can be implemented by control valves and that connect the milking point (2) with the corresponding pipes (3).
- the decision to divert the milk at each moment from the milking of each animal is made based on a set of setpoints (4) received by the local controller (5), either the milking control system (6) or the user.
- This decision It is based on some characteristics of the milk from the milking point (2) by means of in-line sensors (7) that transmit their information to the local controller (5) and in the data from the animal, provided by the milking control (6 ).
- Fig. 6 its application is shown to a typical milking system in the room in which each milking stand has a system based on several teat cups (12) and a collector (13) that collects the milk extracted by each one of them .
- the local controller (5) who is in charge of deciding what to do with the milk that is being produced at any moment, reads the information from the sensors online (7), receives the set of setpoints (4) from the milking control (6) and acts accordingly, opening and closing the corresponding diversion systems (1) to divert the milk to the pipes (3) that take them to the storage and conservation tanks (8).
- the first of the possible embodiments for the generic system of Fig. 7 consists of the milk separation system based on the fat content, the value of which is still variable in each animal and in each moment of its life (lactation day and lactation number) presents a characteristic evolution during milking, presenting low levels in the beginning and gradually increasing as it passes.
- the best option is to locate an online grease sensor based on the measurement of optical parameters as indicated in the publication (R. Tsenkova, S. Atanassova, K. Itoh, Y. Ozaki, K.
- Toyoda Near infrared spectroscopy for biomonitoring : Cow milk composition measurement in a spectral region from 1,100 to 2,400 nanometers ", 2000, Journal of Animal Science 75: 515-522) to derive milk according to the total fat content at each time of milking.
- the fresh milk separation system with differentiated characteristics shown in Fig. 7, consists of a total of T tanks (8) to obtain T different types of milk whose objective characteristics are defined by a series of references (9) for installation; each of the tanks (8) receives milk through independent conduits (3) that connect each of the P milk extraction points.
- Each of these points can be a classic milking stand equipped with a collector with 4 or 2 lids or an independent liner like those used in milking robots.
- IT diversion systems (1) that allow the milk to be poured into each of the T conduits (3) by means of logical signals (10) of appropriate voltage and current values to command the diversion systems (one).
- Each of the milk extraction points has S sensors in line (7) to measure S variables of interest and inform each local controller (5) of the values of each parameter of interest.
- each of the tanks (8) has S or more sensors (11) to measure the same variables that are measured in line at each point plus other variables that it is not interesting to measure in line at milking time but that yes it may be important to know for the total of each tank (8). This is the case of the protein content that, although it does not show significant variation during each milking and, therefore, does not need to be measured in these conditions, its measurement in each tank (8) is important since it is of economic interest .
- the case of the protein is that of all those factors that do not show appreciable or more or less regulated variations during milking, but that do show changes depending on the animal, on the day of lactation, on the number of lactation, on the age of each animal or seasonality.
- the sensors (11) in each tank (8) inform the milking control (6) that it also receives the information of the animal that is being milked at each point by means of some of the standardized identification systems with coded magnetic collapses, generally by means of a EAN code. This information allows access to the data of the animal with information on the day of lactation, lactation number and age as well as additional factors such as its production history, diseases, presence of inhibitors, milk control data or any other factor that can be used as criteria from separation. Based on all these factors, the milking control (6) will supply a set of setpoints (4) to each local controller (5) that will finally decide the IT values of the logic signals (10) to act on the diverting systems (one).
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Abstract
Método y sistema de obtención de leche fresca de características diferenciadas basado en la separación durante el ordeño que son, respectivamente, un conjunto de procedimientos que comprenden la medida de determinados parámetros de la leche en la conducción en la que se quiere efectuar la diferenciación, la comparación con los valores objetivo o consignas a los que se pretende llegar y la actuación para desviar la leche que circula hacia otras conducciones que la lleven hacia puntos de almacenamiento diferentes; y el conjunto de bloques que implementan el método anterior y que comprende sensores de medida en línea y/o en los tanques para informar de los valores de los parámetros objeto de diferenciación, bloques de estimación de otros parámetros, un bloque de cálculo que dará las órdenes de actuación y un conjunto de actuadores capaces de desviar la leche hacia otras conducciones. Esta invención es de aplicación en instalaciones de producción de leche.
Description
MÉTODO Y SISTEMA DE OBTENCIÓN DE LECHE FRESCA PE
CARACTERÍSTICAS DIFERENCIADAS BASADO EN LA SEPARACIÓN
DURANTE EL ORDEÑO
La presente invención se refiere a un método para clasificar la leche fresca en varios tanques en función de determinadas características de interés obtenidas en tiempo real durante el proceso de ordeño o a partir de criterios predefinidos; y al sistema electrónico y automático que lo implementa, y que actúa sobre las conducciones de leche en cualquier máquina de ordeño. La leche obtenida es desviada en función de cada animal o de cada cuarterón, en cada día del periodo de lactación, en cada ordeño y/o en cada momento del ordeño a uno de los tanques de conservación según las consignas que se establezcan, pudiendo obtener distintos tipos de leche, con parámetros distintos y predefinidos y que puede ser utilizada para fines diversos.
Como quiera que su uso no interfiere en absoluto con el resto de los sistemas de ordeño, su aplicación es de carácter general y se puede emplear en salas de ordeño de cualquier tipo o en robots de ordeño.
ESTADO DE LA TÉCNICA
La obtención de leche de características diferenciadas es un objetivo económico permanente del sector lechero ya que el coste del producto va asociado a características tales como los contenidos de grasa, proteína, lactosa, el recuento de células somáticas (RCS) o a otros factores, como la presencia de colores no deseables, que pueden hacer el producto menos atractivo al consumidor, factor importante en un producto dedicado a la alimentación humana.
Existen posibilidades de producción de leche de características diferenciadas por métodos genéticos pero, en la actualidad, sólo es posible obtener un cierto incremento en los niveles de grasa y proteína según se indica en la publicación (J. P. Gibson "The Potential for Genetic Change in MiIk Fat Composition" 1991 Journal of Dairy Science 74:3258-3266), elevando el extracto seco, por lo que su interés resulta escaso.
Por otro lado, las manipulaciones posteriores de la leche permiten modificar los contenidos de grasa mediante métodos basados en la diferencia de densidad que permiten obtener leches con niveles bajos o medios de grasa. También es posible la adición de sustancias de interés nutritivo de origen diverso, procedentes de concentrados de leche, de origen animal o vegetal, con el fin de conseguir determinados objetivos nutricionales o de imagen en mercado. Esto se indica en las publicaciones (P. Manzi, S. Marconia and L. Pizzoferratoa "New functional milk- based products in the Italian market" 2007. Food Chemistry 104(2): 808-813) y (J. Carrero, L. Baró, J. Fonollá, M. González-Santiago, A. Martínez-Férez, R. Castillo, J. Jiménez, J. Boza, E. López-Huertas "Cardiovascular efϊects of milk enriched with omega-3 polyunsaturated fatty acids, oleic acid, folie acid, and vitamins E and B6 in volunteers with mild hyperlipidemia" Nutrition 20(6):521-527).
Cualquiera de estos procesos, si bien permite obtener determinadas características demandadas o no por el consumidor, aleja el producto base, la leche, de su origen natural, transformándolo en un derivado lácteo más. Esto no constituye un problema en sí mismo pero presenta algunos inconvenientes, debidos a la manipulación en cualquier medida del producto base, que se destacan a continuación.
El primer efecto negativo es el incremento del coste asociado que provoca el correspondiente incremento del precio final del producto o la reducción del margen de beneficio para los integrantes de la cadena de producción. La separación mecánica, que es el caso más habitual dentro de la cadena de producción de la leche, con el fin de modificar a la baja los contenidos de grasa, produce un efecto de arrastre de otros nutrientes como la proteína, reduciendo el valor económico y nutritivo del producto final. Para recuperar los valores deseables de proteína, ésta debe ser añadida a posteriori, causando más costes de producción y alejando la leche resultante de ser un producto natural.
La separación mecánica altera las características organolépticas de la leche, cambios que son percibidos por el consumidor y que producen mayor rechazo. Otro efecto adicional de la separación mecánica reside en el aumento de los procesos oxidativos en la leche, lo que reduce su vida útil.
Por otro lado, las características o propiedades de la leche que son susceptibles de ser parámetros de clasificación son, entre otras cosas, los contenidos en grasa, proteína, lactosa y el recuento de células somáticas (RCS), que tiene un efecto superior de tipo discreto y que suele estar legislado en cada zona económica. Un ejemplo de esto se indica en la Directiva 92/46/CEE del Consejo de 16 de junio de 1992 por la que se establecen las normas sanitarias aplicables a la producción y comercialización de leche cruda, leche tratada térmicamente y productos lácteos. Otros factores como el color de la leche son una característica difícil de valorar, pero son causa de rechazo por el consumidor para colores o matices cercanos al azul o al verde; el color azul puede producirse por un bajo contenido en grasa tras un proceso mecánico de desnatado, mientras que los tonos verdes pueden deberse a características estacionales de la alimentación o de determinado tipo de usos ganaderos.
La variación en los parámetros se puede producir en función del propio animal, de su edad, del día de lactación, del instante dentro del ordeño o, incluso, se pueden producir variaciones estacionales que afecten al color de la leche, debidas a cambios en la alimentación del rebaño. Si hay variación en los parámetros y el número de animales es suficiente, será posible obtener la separación en función de unos objetivos determinados para cada estabulación.
El RCS (Recuento de Células Somáticas) presenta una elevada variación en función del animal como corresponde a una parte de la sintomatología de la mastitis en cualquiera de sus formas como se indica en la publicación (Y. H. Schukken, K. E. Deslié, A. J. Weersink, and S. W. Martin "Ontario BuIk MiIk Somatic CeIl Count Reduction Program. 2. Dynamics of BuIk MiIk Somatic CeIl Counts", Journal of Dairy Science. 75 (12): 3359), pudiendo obtenerse valores tan dispares en una misma instalación como 10.000 células por mililitro o varios millones de células por mililitro.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a un método y al sistema que lo implementa y que permite derivar la leche hacia un determinado tanque en función de las medidas que se realicen en tiempo real durante el ordeño de cada animal, en función del día de lactación, número de lactación, edad y características propias del animal, en función
del momento del año y en función de las referencias establecidas para la instalación en su conjunto. De esta forma, se puede acumular leche de unas determinadas características en cada tanque y, en consecuencia, conseguir, según las estrategias de control que se apliquen, el abanico de valores disponibles y el número de animales, leche enriquecida, diferenciada o controlada. La clasificación de la leche según algunos de los parámetros que se han mencionado permite obtener, en un primer nivel de sofisticación, leche rica o enriquecida en alguna de las características, específicas. En un segundo estadio de sofisticación se consigue tener en diversos tanques leche diferenciada en los que uno o más parámetros son optimizados dentro de una instalación según unos objetivos prefijados. En un último nivel de sofisticación se podría llegar a obtener leche controlada, es decir, leche con características diferenciadas pero en la que, además, los valores de esos parámetros se mantienen constantes dentro de unos márgenes de tolerancia.
Para conseguir leche con características o propiedades diferenciadas en origen es necesario partir de un producto inicial que presente alguna variación en esas características en función de algún parámetro controlable, ya sea el animal o el momento en sentidos muy amplios.
Los estudios llevados a cabo sobre algunas centenas de muestras de leche fresca de una misma instalación con unas cincuenta vacas en producción, han proporcionado resultados que demuestran que realmente se produce una variación apreciable en parámetros de interés como por ejemplo grasa, proteína y RCS y, por tanto, que es posible la clasificación u obtención de leche de características diferenciadas.
En la Fig. 1 se puede observar la evolución del contenido en materia grasa en función del momento del ordeño con los correspondientes intervalos de confianza del
90 y del 95%. Se puede comprobar una variación muy significativa desde los primeros instantes hasta los últimos, que se puede cifrar en un máximo de 3 veces mayor el contenido de grasa al final del ordeño respecto del contenido en los primeros instantes del mismo. Esto permite obtener tipos de leche con contenidos de grasa definidos, separando en función de una medida de grasa en línea. En la Fig. 2 se muestra la
variación de la grasa en función del día de lactación; aunque la información obtenida muestra una tendencia mucho menos marcada y la variación es menor que en el caso anterior.
La Fig. 3 muestra la evolución del contenido proteínico en la leche en función del día de lactación. Se puede observar una relación bastante acentuada hasta los 300 días de lactación con una variación de hasta el 25% en los niveles de interés lo que permite modelar el contenido de proteína respecto al parámetro DEL (Días En Leche) de forma casi lineal; 300 días suele ser el límite más habitual para la inmensa mayoría de los animales en producción. Según estos datos, es posible la separación de la leche en función del contenido proteínico en función del día de lactación. El valor de RCS presenta variaciones no predecibles en función de los días en leche (DEL), de la edad, del número de lactaciones aunque, para un nivel determinado presenta algunas variaciones dentro del ordeño según puede apreciarse en la Fig.4, con una subida importante a medida que avanza el ordeño, alcanzando un orden de magnitud desde el momento de inicio hasta su final. Así, también puede diferenciarse la leche en función del RCS, midiendo este parámetro en tiempo real mediante algún tipo de dispositivo (como por ejemplo el que aparece en la patente ES2190753) que permita a un sistema decidir hacia dónde enviar la leche en función de este crítico valor.
Se puede concluir, que es posible obtener leche con características diferenciadas arbitrando los medios de medida o de conocimiento para obtener los parámetros de la leche en cada instante y los de actuación para desviar la leche hacia el lugar de almacenamiento y conservación (tanque) más apropiado para obtener determinadas características objetivo.
El método de obtención de leche diferenciada según cualquier característica tiene como objetivo lograr un valor determinado o conjunto de valores en uno o varios puntos de almacenamiento y comprende: a) La determinación de los valores de los parámetros de interés en la leche que vayan a ser objeto de la diferenciación, lo que se puede hacer por medida directa de su valor mediante los correspondientes sensores, o mediante su estimación a partir de cualquier otro método.
b) Comparación de los valores de estos parámetros con el conjunto de consignas. c) Actuación sobre sistemas de desvío de leche a conducciones específicas en función de los valores anteriores. d) Conducción de la leche hacia tanques independientes. En una realización preferida, se mide el contenido de grasa en la leche y se actúa sobre los sistemas de desvío de leche a conducciones específicas en función del valor de grasa obtenido y de un valor de referencia para la instalación. En una realización aún más preferida, se tiene como referencia la obtención de leche semidesnatada. En otra realización aún más preferida se tiene como referencia la obtención de leche desnatada, es decir, leche con un contenido de grasa inferior a 1 gr/100 mi. En otra realización aun más preferida, se tiene como referencia la obtención de nata líquida, es decir, leche con un contenido de grasa superior a lOg/lOOml.
En otra realización preferida, se obtiene el contenido de proteína en la leche y se actúa sobre los sistemas de desvío de leche a distintas conducciones en función del valor de proteína obtenido y de un valor de referencia para la instalación.
En otra realización preferida, se obtiene el contenido de lactosa en la leche y se actúa sobre los sistemas de desvío de leche a distintas conducciones en función del valor de lactosa obtenido y de un valor de referencia para la instalación. En una realización específica, se obtiene el recuento de células somáticas en la leche y se actúa sobre los sistemas de desvío de leche a distintas conducciones en función de su valor y de un valor de referencia para la instalación. En una realización aún más preferida se desecha la leche que supere un determinado valor del recuento de células somáticas. En otra realización preferida, se detecta la presencia de inhibidores en leche y se determina si está por encima o por debajo de cualquier valor fijado de antemano para la instalación, y se actúa sobre los sistemas de desvío de leche para desecharla en el caso en que se supere el valor de referencia.
En otra realización específica, se obtienen los parámetros de interés en la leche en los tanques independientes de almacenamiento.
El sistema que implementa este método en cada punto en que se quiera efectuar la diferenciación de la leche comprende una serie de bloques que realizan las funciones anteriores: - Un sensor o un bloque de sensores situados en la conducción de leche que se pretende diferenciar y que corresponden a algunos o todos los parámetros objeto de diferenciación y/o un sistema de estimación de parámetros para aquellos que no se vayan a medir en línea con la conducción de leche mediante sensores. Esta estimación se realiza empleando información del animal y datos anteriores acerca de su producción.
- Uno o varios sistemas electrónicos de control y cálculo que recibe o reciben, en cada instante, los datos de los sensores, las estimaciones de valores y las referencias u objetivos para la instalación. En función de esta información decide el lugar hacia el que se debe conducir la leche en cada momento. - Un conjunto de sistemas que efectúan físicamente el desvío de la leche hacia una determinada conducción que la llevará hacia el correspondiente punto de almacenamiento.
- El sistema toma las decisiones de desvío en función de los diversos valores implicados que pueden comprender todos o alguno de los siguientes datos: valores de los sensores en línea, valores de los sensores en los tanques (en el caso de que los tuvieran), consignas, valores de referencia de las variables que miden los sensores y los datos de la instalación y de los animales.
El conjunto final tiene tantos sistemas como el que se acaba de describir, como puntos en que se quiera diferenciar la leche y puede comprender, además, otros sistemas auxiliares como por ejemplo aquellos que permitan actuaciones directas por parte de un usuario sobre el desvío de la leche o sistemas capaces de medir o estimar los valores de los parámetros implicados en el proceso de diferenciación directamente en los puntos de almacenamiento. En este último caso, estos valores permiten concretar la toma de decisiones al conocer los valores que se están obteniendo en cada momento y en cada punto de almacenamiento de leche diferenciada.
La separación de la leche en el momento del ordeño evita o reduce el procesamiento posterior. Así, se consiguen dos efectos: por un lado, se disminuye el coste asociado a estos tratamientos y, por otro lado, la reducción de la actuación sobre la leche evita la pérdida de vida útil y de propiedades tanto alimenticias como organolépticas. En estas condiciones, la obtención de leche con unas características determinadas en el origen sin concurrencia de ningún proceso adicional de alteración o manipulación, excepto el inherente a su clasificación, contribuye a potenciar el producto puesto que reduce costes, evita efectos de arrastre, evita la alteración de las propiedades generales, incrementa su vida útil y contribuye decisivamente a generar una imagen fundada de producto natural que la hace más atractiva para el consumidor. Además, la posibilidad de garantizar unas características controladas desde el origen permite obtener un producto de calidad.
Aunque siempre es posible clasificar la leche en función de los parámetros de interés, esta clasificación resulta más fácil cuantos más animales haya en la instalación ganadera, ya que el rango de los valores de cada uno de los parámetros es, consecuentemente, mayor. Los tamaños medios de las instalaciones de ganado vacuno de leche dependen de los países y de las zonas, aunque la tendencia general es hacia instalaciones ganaderas de mayor tamaño para conseguir un mejor efecto del factor de escala económico. Esta tendencia es favorable a la aplicación de métodos y/o sistemas de separación de leche en función de sus características. Esto mismo puede ser aplicado a otro tipo de ganaderías como por ejemplo la ovina o caprina de leche, donde el número de animales es mucho más elevado y las características originales presentarán un mayor rango de valores para elegir.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
FIG. 1: gráfica que muestra la evolución del contenido en materia grasa en función del momento del ordeño con los correspondientes intervalos de confianza. En abscisas se muestra la fracción de ordeño y, en ordenadas, el contenido de grasa para ese momento concreto.
FIG. 2: gráfica que muestra la variación de la grasa en función del día de lactación. En abscisas se muestran los días en leche (DEL) mientras que, en ordenadas, se indica el contenido en grasa.
FIG. 3: gráfica que muestra la evolución del contenido proteínico en la leche en función del día de lactación. En abscisas se muestran los días en leche (DEL) mientras que, en ordenadas, se indica el contenido en proteína.
FIG. 4: gráfica que muestra la variación del valor de RCS en función de la fracción de ordeño. En abscisas se muestra la fracción de ordeño y, en ordenadas, el contenido de RCS para ese momento concreto.
FIG. 5: esquema que muestra el sistema que se incorpora en cada puesto de ordeño.
FIG. 6: esquema que muestra un discriminador o controlador local encargado de decidir qué hacer con la leche que en cada momento se está produciendo.
FIG. 7: esquema que muestra la concepción general del sistema de separación de leche fresca con características diferenciadas.
EXPLICACIÓN DE UNA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERENTE
La presente invención puede ser realizada de muchas formas y existen diversas particularizaciones de la misma que van enfocadas a resolver determinados problemas concretos en una instalación ganadera. Para una mejor comprensión de las posibilidades de uso y aplicación de la presente invención se describen, a continuación, algunos ejemplos que deben entenderse siempre sin ningún tipo de carácter restrictivo ni limitativo del alcance de la propia invención.
En la Fig. 5 se muestra el sistema que se incorpora en cada puesto de ordeño y que es capaz de desviar la leche hacia un determinado tanque (8) utilizando accionamientos a sistemas de desvío (1) que pueden implementarse mediante válvulas de control y que conectan el punto de ordeño (2) con las conducciones (3) correspondientes. La decisión de desviar la leche en cada momento del ordeño de cada animal se realiza en función de un conjunto de consignas (4) que recibe el controlador local (5), bien del sistema de control de ordeño (6) o bien del usuario. Esta decisión
está fundada en algunas características de la leche procedente del punto de ordeño (2) mediante los sensores en línea (7) que transmiten su información al controlador local (5) y en los datos procedentes del animal, proporcionados por el control de ordeño (6).
En la Fig. 6 se muestra su aplicación a un sistema típico de ordeño en sala en el que cada puesto de ordeño tiene un sistema basado en varias pezoneras (12) y un colector (13) que recoge la leche extraída por cada una de ellas. El controlador local (5), que es el encargado de decidir qué hacer con la leche que en cada momento se está produciendo, lee la información de los sensores en línea (7), recibe el conjunto de consignas (4) del control de ordeño (6) y actúa en consecuencia, abriendo y cerrando los correspondientes sistemas de desvío (1) para desviar la leche hacia las conducciones (3) que las llevan hacia los tanques (8) de almacenamiento y conservación.
En la misma línea de la Fig. 6, el sistema propuesto en la Fig. 7 resulta de carácter totalmente genérico, aunque puede particularizarse para algunos casos concretos después de analizar los resultados obtenidos en las pruebas experimentales realizadas y que se reflejaban en las Fig. 1, 2, 3 y 4 y que definen las posibilidades de uso de las medidas en línea para la obtención de leche diferenciada.
La primera de las realizaciones posibles para el sistema genérico de la Fig. 7 consiste en el sistema de separación de leche en función del contenido de materia grasa, cuyo valor aún siendo variable en cada animal y en cada momento de su vida (día de lactación y número de lactación) presenta un evolución característica durante el ordeño, presentando niveles bajos en el principio y subiendo paulatinamente a medida que transcurre el mismo. La mejor opción es situar un sensor de grasa en línea basado en la medida de parámetros ópticos como se indica en la publicación (R. Tsenkova, S. Atanassova, K. Itoh, Y. Ozaki, K. Toyoda "Near infrared spectroscopy for biomonitoring: Cow milk composition measurement in a spectral región from 1,100 to 2,400 nanometers", 2000, Journal of Animal Science 75:515-522) para derivar la leche según el contenido total de grasa en cada momento del ordeño.
El sistema de separación de leche fresca con características diferenciadas que se muestra en la Fig. 7, consta de un total de T tanques (8) para la obtención de T tipos distintos de leche cuyas características objetivo se definen mediante una serie de
referencias (9) para la instalación; cada uno de los tanques (8) recibe leche mediante conducciones independientes (3) que conectan cada uno de los P puntos de extracción de leche. Cada uno de estos puntos puede ser un puesto de ordeño clásico dotado de un colector con 4 ó 2 pezoneras o una pezonera independiente como las que se usan en los robots de ordeño. En cada punto de extracción de leche hay T-I sistemas de desvío (1) que permiten verter la leche a cada una de las T conducciones (3) mediante T-I señales lógicas (10) de valores de tensiones y corrientes apropiados para comandar los sistemas de desvío (1). Cada uno de los puntos de extracción de leche dispone de S sensores en línea (7) para medir S variables de interés e informar a cada controlador local (5) de los valores de cada parámetro de interés. Por otro lado, cada uno de los tanques (8) dispone de S o más sensores (11) para medir las mismas variables que se miden en línea en cada punto más otras variables que no sea interesante medir en línea a tiempo de ordeño pero que sí que pueda resultar importante conocer para el total de cada tanque (8). Este es el caso del contenido de proteína que, si bien no presenta variación importante durante cada ordeño y, por tanto, no necesita ser medida en esas condiciones, sí que resulta importante su medida en cada tanque (8) puesto que resulta de interés económico. El caso de la proteína es el de todos aquellos factores que no presenten variaciones apreciables o más o menos regladas durante el ordeño, pero que sí presenten cambios en función del animal, del día de lactación, del número de lactación, de la edad de cada animal o de la estacionalidad. Los sensores (11) en cada tanque (8), informan al control de ordeño (6) que recibe también la información del animal que se está ordeñando en cada punto mediante alguno de los sistemas normalizados de identificación con collarones magnéticos codificados, generalmente mediante un código EAN. Esta información permite acceder a los datos del animal con información del día de lactación, número de lactación y edad así como factores adicionales como su historial productivo, enfermedades, presencia de inhibidores, datos de control lechero o cualquier otro factor susceptible de ser usado como criterio de separación. En función de todos estos factores, el control de ordeño (6) suministrará un conjunto de consignas (4) a cada controlador local (5) que, finalmente decidirá los T-I valores de las señales lógicas (10) para actuar sobre los sistemas de desvío (1).
Claims
1. Método de obtención de leche diferenciada que comprende los siguientes pasos: a Obtención de los parámetros de interés en la leche. b. Comparación de los valores de estos parámetros con el conjunto de consignas (4). c. Actuación sobre sistemas de desvío (1) de leche a conducciones (3) específicas en función de los valores anteriores. d. Conducción de la leche hacia tanques (8) independientes.
2. Método de obtención de leche diferenciada según la reivindicación 1 caracterizado por medir el contenido de grasa en la leche y actuar sobre los sistemas de desvío (1) de leche a conducciones (3) específicas en función del valor de grasa obtenido y de un valor de referencia (9) para la instalación.
3. Método de obtención de leche diferenciada según la reivindicación 2 caracterizado por tener como referencia (9) la obtención de leche semidesnatada.
4. Método de obtención de leche diferenciada según la reivindicación 2 caracterizado por tener como referencia (9) la obtención de leche desnatada, es decir, leche con un contenido de grasa inferior a 1 g/100 mi.
5. Método de obtención de leche diferenciada según la reivindicación 2 caracterizado por tener como referencia (9) la obtención de nata líquida, es decir, leche con un contenido de grasa superior a lOg/lOOml.
6. Método de obtención de leche diferenciada según la reivindicación 1 caracterizado por obtener el contenido de proteína en la leche y de actuar sobre los sistemas de desvío (1) de leche a distintas conducciones (3) en función del valor de proteína obtenido y de un valor de referencia (9) para la instalación.
7. Método de obtención de leche diferenciada según la reivindicación 1 caracterizado por obtener el contenido de lactosa en la leche y de actuar sobre los sistemas de desvío (1) de leche a distintas conducciones (3) en función del valor de lactosa obtenido y de un valor de referencia (9) para la instalación.
8. Método de obtención de leche diferenciada según la reivindicación 1 caracterizado por obtener el recuento de células somáticas en la leche y de actuar sobre los sistemas de desvío (1) de leche a distintas conducciones (3) en función de su valor y de un valor de referencia (9) para la instalación.
9. Método de obtención de leche fresca diferenciada según la reivindicación 8 caracterizado por desechar la leche que supere un determinado valor del recuento de células somáticas.
10. Método de obtención de leche diferenciada según la reivindicación 1 caracterizado por detectar la presencia de inhibidores en leche, determinar si está por encima o por debajo de cualquier valor fijado de antemano como valor de referencia (9) para la instalación, y de actuar sobre los sistemas de desvío (1) de leche para desecharla en el caso en que se supere el valor de referencia.
11. Método de obtención de leche diferenciada según la reivindicación 1 que además comprende la obtención de los parámetros de interés en la leche en los tanques (8) independientes.
12. Sistema de obtención de leche fresca diferenciada que comprende al menos un controlador local (5) o un control central, encargado de tomar decisiones en función de todos los valores implicados y unos sistemas de desvío (1) que permitan derivar la leche, en cada momento, a determinadas conducciones (3) que la llevarán al correspondiente tanque (8) de almacenamiento.
13. Sistema de obtención de leche fresca diferenciada según la reivindicación 12 que comprende uno o varios sensores en línea (7) con una conducción de leche y/o un sistema de estimación de parámetros para aquellos que no se vayan a medir en línea con la conducción de leche mediante sensores, un conjunto de consignas (4), valores de referencia (9) de las variables que miden los sensores en línea (7) y datos de la instalación y de los animales.
14. Sistema de obtención de leche fresca diferenciada según la reivindicación 13, caracterizado por realizar medidas en los tanques (8) mediante sensores (11) y obtener el conjunto de consignas (4) según esos valores y las referencias (9).
15. Sistema de obtención de leche fresca diferenciada según las reivindicaciones 13 ó 14 caracterizado por disponer de un sensor de grasa en línea (7), una referencia (9) para la grasa y un controlador local (5) o un control central que actúa sobre un sistema de desvío (1) de leche hacia dos o más conducciones (3) en función de los valores del sensor en línea (7) y del conjunto de consignas (4).
16. Sistema de obtención de leche fresca diferenciada según la reivindicación 15 caracterizado por utilizar dos conducciones (3) y dos tanques (8), de tal forma que la leche con contenido de grasa superior al valor establecido en el conjunto de consignas (4) se desvíe hacia uno de los tanques (8) y, en caso contrario, hacia el otro.
17. Sistema de obtención de leche fresca diferenciada según la reivindicación 15 caracterizado por utilizar tres o más conducciones (3) y un número igual de tanques (8), de tal forma que la leche con contenido de grasa superior al mayor valor establecido en el conjunto de consignas (4) se desvíe hacia uno de los tanques (8), la leche con contenido en grasa inferior al menor valor establecido en el conjunto de consignas (4) se desvíe hacia otro tanque (8), y la leche con contenido en grasa comprendido entre el menor y el mayor de los valores establecidos en el conjunto de consignas (4) se desvíe hacia otro u otros tanques (8).
18. Sistema de obtención de leche fresca diferenciada según las reivindicación 15 caracterizado por tener como referencia (9) la obtención de leche desnatada, es decir, leche con un contenido de grasa inferior a l g/100 mi..
19. Sistema de obtención de leche fresca diferenciada según las reivindicación 15 caracterizado por tener como referencia (9) la obtención de leche semidesnatada.
20. Sistema de obtención de leche fresca diferenciada según las reivindicación 15 caracterizado por tener como referencia (9) la obtención de nata líquida, es decir, leche con un contenido de grasa superior a lOg/lOOml.
21. Sistema de obtención de leche fresca diferenciada según las reivindicaciones 13 ó 14 caracterizado por incluir un dispositivo que proporcione el contenido de lactosa, una referencia (9) para la lactosa y un controlador local (5) o un control central que actúa sobre un sistema de desvío (1) de leche hacia dos o más conducciones (3) en función de los valores del dispositivo y del conjunto de consignas (4).
22. Sistema de obtención de leche fresca diferenciada según las reivindicaciones 13 ó 14 caracterizado por incluir un dispositivo que proporcione el contenido de proteína, una referencia (9) para la proteína y un controlador local (5) o un control central que actúa sobre un sistema de desvío (1) de leche hacia dos o más conducciones (3) en función de los valores del dispositivo y del conjunto de consignas (4).
23. Sistema de obtención de leche fresca diferenciada según las reivindicaciones 13 ó 14 caracterizado por incluir un sensor en línea (7) que proporcione el valor del recuento de células somáticas, una referencia (9) para el recuento de células somáticas y un controlador local (5) o un control central que actúa sobre un sistema de desvío (1) de leche hacia dos o más conducciones (3) en función de los valores del sensor y del conjunto de consignas (4).
24. Sistema de obtención de leche fresca diferenciada según la reivindicación 23 caracterizado por incluir una conducción (3) que envía a un tanque (8) de leche con contenido de células somáticas inferior al valor establecido en el conjunto de consignas (4), y una conducción (3) para desechar la leche con un contenido de células somáticas superior al valor establecido en el conjunto de consignas (4).
25. Sistema de obtención de leche fresca diferenciada según las reivindicaciones 13 ó 14 caracterizado por incluir un controlador local (5) o un control central que recibe información sobre la presencia de inhibidores en la leche y es capaz de actuar para desviar la leche para ser desechada en el caso en el que la presencia de inhibidores supere un valor fijado de ante mano como valor de referencia (9) para la instalación.
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