CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE
DELLA PRODUZIONE ANIMALE
Sistemi innovativi in zootecnia
Supporti avanzati per la gestione
dell’allevamento
(corso SUPAG)
Massimo Lazzari
Dipartimento di Scienze e tecnologie Veterinarie per la
Sicurezza Alimentare
Università degli Studi di Milano
CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE
DELLA PRODUZIONE ANIMALE
Lezione sensori monitoraggio
bovini (parte seconda)
Massimo Lazzari
Dipartimento di Scienze e tecnologie Veterinarie per la
Sicurezza Alimentare
Università degli Studi di Milano
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
I LATTOMETRI DEVONO AVERE LE SEGUENTI CARATTERISTICHE:
 utilizzare dei materiali conformi alle normative vigenti, riguardanti le
caratteristiche chimico-fisiche che il materiale a contatto del latte deve possedere,
per non essere tossico e alterarne la composizione o le proprietà organolettiche;
 limitare gli “stress” meccanici che, provocando la rottura dei globuli di grasso,
possono aumentare la concentrazione degli acidi grassi liberi alterando le proprietà
chimico-fisiche del latte;
 ridurre il più possibile la formazione di schiuma che influenza negativamente la
precisione delle misure di produzione acquisite;
 essere accurati: l’errore accettato è di +/- il 2% per flussi fino a 9 l/min. Se tale
limite viene rispettato, allora il dispositivo può essere certificato e perciò utilizzato
come riferimento ufficiale nella quantificazione del latte prodotto sia dal singolo
animale sia complessivamente dall’intera azienda;
 limitare le fluttuazioni del vuoto nominale dell’impianto.
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
Vasi misuratori per la misura automatica
della produzione. A – a galleggianti; B – a
sensori estensimetrici (celle di carico); C –
con contatore a turbina; 1 – entrata aria e
latte; 2 – uscita aria; 3 – uscita latte.
Troppo complessi, ormai
abbandonati
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
I lattometri proporzionali eseguono un
campionamento del latte prodotto durante
la
singola
proporzionale
mungitura,
alla
ovviamente,
quantità
totale.
Attraverso un contenitore graduato, essi
consentono di stimare la produzione
complessiva o attraverso una valutazione
visiva del livello raggiunto, eseguita
dall’operatore
oppure
in
automatico,
utilizzando degli elettrodi di livello e
presentando il risultato su un display
alfanumerico.
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
Lattometri che impiegano un
conteggio di porzioni della produzione
totale:
• Costanti
• Variabili
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
I lattometri che contano porzioni di peso costante, utilizzano spesso un bilanciere
con due vaschette di ugual volume che vengono alternativamente riempite e
svuotate. La registrazione delle oscillazioni del bilanciere misura, in tempo reale,
tutte le porzioni di peso transitate e quindi della produzione complessiva.
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
Nei lattometri che contano porzioni di volume costante, il latte in uscita dal
gruppo di mungitura viene raccolto nella camera di misurazione e, non appena la
quantità di latte raggiunge i 200 g, viene azionato il sollevamento della valvola,
che interrompe l’afflusso di latte nella camera di misurazione e provoca il
deflusso del latte nella relativa conduttura a valle del lattometro. In tal modo, un
contatore elettronico viene incrementato di una unità e, contestualmente,
ricomincia il riempimento della camera di misura. Con tale sistema, la quantità
di latte minima misurabile è di 200 g, mentre la produzione totale di ogni
singolo capo è ottenuta come prodotto del valore del contatore per 200 g.
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
I lattometri a porzioni di volume variabile
contano attraverso opportuni galleggianti o elettrodi il livello
raggiunto dal latte mentre viene raccolto in una camera di
volume complessivo noto.
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
Neli lattometri a volume variabile, il latte in uscita dal gruppo di mungitura viene
raccolto nella vaschetta di misura e, periodicamente, scaricato attraverso
un’apposita valvola, nella tubazione del latte. Nella cosiddetta “camera di misura”,
dove è collocato un elettrodo dotato di due punti di misura: (inferiore e superiore),
che delimitano un dato volume. Non appena il latte, che fluisce nella camera di
misura, raggiunge il punto inferiore, ha inizio la misurazione del tempo di
riempimento fino al raggiungimento del livello superiore. A questo punto, la
valvola di scarico si apre ed il latte viene fatto defluire nella tubazione; durante
questa fase, viene anche misurato il tempo di scarico del latte, che, insieme al
tempo di riempimento, verrà utilizzato dal dispositivo elettronico per la
determinazione del flusso.
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
Nei lattometri a Porzioni Varibili di Peso,
durante la fase di
riempimento della camera di misurazione,
l’apposita valvola di scarico rimane chiusa
per consentire l’entrata del latte nella parte
superiore del lattometro e l’arrivo dello
stesso nella camera di pesatura.
Quest’ultima è collegata ad un sensore di
pesatura che fornisce dati relativi
all’incremento di peso. Quando la quantità
di latte pesata nella camera di misura
arriva a 200 g, la camera di misura si
svuota. Intanto il latte continua ad entrare
nel lattometro ed il dispositivo elettronico
calcola la quantità di latte entrata durante
la fase di scarico, in base al tempo di
apertura della
valvola di ingresso ed al tempo complessivo
di scarico.
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
I lattometri a flusso continuo possono essere di due tipi:
• A girante meccanica
• A flusso libero di tipo elettronico
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
I LATTOMETRI A FLUSSO
LIBERO
Misurano la portata istantanea
Esempio di sensore NIR
Molti più dati danno
una informazione
completamente
differente per prendere
decisioni diverse
http://www.icar.org/pages/Sub_Committees/sc_recording_devices_appro
ved_milkmeters.htm
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
Tra le metodologie attualmente allo studio per realizzare lattometri innovativi a flusso libero vi sono:



Lattometri conduttimetrici. Utilizzando delle coppie di elettrodi ad anello è possibile misurare: con
una coppia di elettrodi, in grado di isolare una porzione finita di fluido, la conducibilità specifica del
fluido in esame. Con un’altra coppia di elettrodi, il livello di riempimento del condotto; ed infine, con
altre due coppie di elettrodi, poste a piccola distanza tra loro e in grado di registrare separatamente lo
sfasamento del segnale elettrico proporzionale al pelo libero del fluido in movimento, la velocità con
cui il latte si sta movendo. Combinando tutte queste informazioni si possono calcolare i flussi
istantanei;
Lattometri capacitivi. Quando il latte viene frapposto tra due placche metalliche può diventare a tutti
gli effetti il dielettrico di un condensatore. Il latte è però in movimento, e soprattutto, presenta sempre
livelli di riempimento diversi. Tutto ciò, può modificare il valore della Capacità del condensatore così
generato e quindi la sua attitudine a immagazzinare energia elettrica. Tale cambiamento, si manifesta
concretamente in una variazione del tempo che il condensatore impiega a caricarsi e, nel caso,
scaricarsi. Monitorando questi tempi è perciò possibile risalire: ai livelli di riempimento del dispositivo
e alle velocità, e quindi, ai flussi istantanei;
Lattometri a induzione magnetica. Se si dispongono nello spazio delle spire con una particolare
geometria e le si alimenta con una tensione elettrica, la corrente elettrica che comincia a circolare nelle
spire induce nello spazio un campo elettromagnetico. Quando il latte si muove all’interno di questo
campo, essendo un conduttore, interferisce con esso inducendo una forza elettromotrice agli estremi
delle spire. Tale tensione, risulta proporzionale a due valori: la superficie del fluido conduttore e la sua
velocità di propagazione. Se prima del dispositivo si introduce un piccolo sifone per fare in modo che il
condotto sia sempre pieno, attraverso il rilievo della tensione indotta dal latte ai capi delle spire è
possibile
risalire alla velocità di transizione e perciò, al flusso
istantaneo.
http://www.youtube.com/watch?v=f949gpKdCI4
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
Esempio di gamma di prodotti per lo stacco automatico e la misura della produzione
di latte basata su tre tipi di sensore a diversa precisione. Ogni sistema di controllo
(Modelles) presenta poi opzioni gestionali diverse (deposes = stacco; captores =
sensori
)
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
MONITORAGGIO PRODUZIONE LATTE
Integrazione di sensori a bordo del lattometro
A esempio il lattometro a flusso continua a base NIR MM27BC,
quando collegato con gli appostiti monitor, oltre a supportare lo stacco
automatico, fornisce dati per:
• Flusso di latte a fini del monitoraggio produttivo
• Presenza di sangue
• Conduttività
• Aria in entrata
OBIETTIVI DECISIONALI
automazione stacco e gestione informatizzata sala
mungitura;
gestione produttiva dell’allevamento (verifica della
produttività degli animali, previsioni di lattazione,
individuazione di animali con produzioni anomale);
gestione alimentare (formulazione dei piani alimentari,
suddivisione in gruppi omogenei);
gestione riproduttiva dell’allevamento (selezione).
OBIETTIVI DECISIONALI
Sopra, distinte per
sessione di
mungitura, degli
ultimi 10 giorni,
generato dal
software di gestione
aziendale AFIFARM
della S.A.E. Afikim.
A destra,
visualizzazione
grafica delle stesse
produzioni, con
indicazione della
media di produzione
per sessione di
mungitura (linea
bianca orizzontale).
OBIETTIVI DECISIONALI
(in blu: reale; in azzurro: stimata) calcolata sulla base delle
produzioni individuali di latte registrate giornalmente
OBIETTIVI DECISIONALI
La finestra consente di valutare l’efficienza del processo di mungitura mediante la
presentazione di alcuni dati riassuntivi caratteristici (n. vacche munte, produzione
totale, durata mungitura, bovine munte/ora, ecc.). Molto utili le indicazioni del
numero totale di riattacchi e di identificazioni manuali degli animali che si sono rese
necessarie durante ogni sessione di mungituratra le 393 vacche munte “Oggi”, ci sono
stati 27 riattacchi. I riattacchi sono avvenuti all’inizio della mungitura ??? sono
imputabili o meno ad una scadente procedura di preparazione della mammella ???.
Relativamente all’identificazione manuale, nella sessione 1 e 2 della mungitura “Ieri”
il sistema ha riportato rispettivamente 6 e 7 ID manuali. Anche questo dato andrebbe
verificato per capire se si tratta delle stesse vacche per ogni mungitura e, quindi, se i
transponder di cui sono dotate siano andati persi o, più semplicemente, siano guasti.
OBIETTIVI DECISIONALI
Il grafico permette di visualizzare e confrontare i dati fondamentali dei vari lotti di
animali che si sono susseguiti sulle due piattaforme della sala di mungitura. Ad
esempio, nei lotti 7 e 11 la durata della mungitura (linea azzurra) è superiore agli altri.
Osservando il grafico, tuttavia, si nota che in quegli stessi lotti si è registrato un
aumento considerevole del periodo non produttivo (linea blu), in cui non era in corso
alcuna mungitura. Per massimizzare il volume di produzione è necessario ridurre al
minimo il tempo perso.
OBIETTIVI DECISIONALI
La bovina
nella posta 12
è stata munta
senza
rispettare la
routine