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 המרופדים 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 
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.

לוחות הזמנים של החליבות  
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.

חליבה אוטומטית 

כדי לייעל את תהליך החליבה, עברו המחלובים, החל מסביבות אמצע 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 יעילותם של מערכות השטיפה האוטומטיות). בעת שכל דבוקת הבהמות סיימה את חליבתה נפתח באופן אוטומטי החיץ המגביל את תנועת הבהמות 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.

סוגי מחלובים 
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)

רפת רובוטית  

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 וכך, ניתן להחליט אם לבצע הזרעה מלאכותית. במידה והבהמה נחלבה יותר מדי לאחרונה, מערכת השערים האוטומטית מוציאה את הבהמה ממערכת החליבה. במידה והבהמה יכולה להיחלב, היא מובלת אל תוך מערכת החליבה, שם עטיניה מנוקים באופן אוטומטי והיא נחלבת באופן אוטומטי. לעיתים, כדי לגרום לבהמות לרצות להיחלב, חקלאים רבים מאפשרים לפרות הנחלבות גישה למזון בזמן שהן נחלבות במערכות החליבה. 

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

ליחידת חליבה ממוצעת, יש את הקיבולת לחלוב בין 60 ל-70 פרות. הרפתות הרובוטיות חולבות את כל הפרות בממוצע בין פעמיים לשלוש 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 בביצוע את שיטת החליבה החדשנית בה הפרה מחליטה מתי היא מוכנה להיחלב.

היתרונות  
 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 החקלאי מסוגל לשפר את הניהול של הרפת דרך ניתוח של נטיות מסוימות בעדר, למשל כיצד משפיע מזון מסוים על יצור החלב של העדר. החקלאי מסוגל גם לעבור על היסטוריה של כל חיה וקיימת גם מערכת התראות אשר מזהירה את החקלאי לגבי שינויים לא שגרתיים או סימני מחלה או פגיעה. איסוף המידע ברפת הרובוטית מקנה למערכת ערך מוסף, אף על פי כן הפקת המיטב מן המידע הרב אשר המערכת צוברת תלוי במידה רבה במיומנויותיו של המשתמש.

החסרונות  
 מחיר התחלתי גבוה - עלות הרפת הרובוטית יקרה מאוד וכיום רק מעטים מסוגלים להחזיק אותה. עלות ההשקעה אינה משתווה לעלות התחזוקה של הרפתות רגילות בהן ניתן להשיג אף תנובת חלב גבוהה יותר במחיר דומה או נמוך יותר. 
 החזר נמוך של ההשקעה - המשמעות הכלכלית של הקיבולת הנמוכה של הרפתות הרובוטיות משפיעות ישירות על כך שאין למעשה הצדקה כלכלית למעבר אליהן משום שהן 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 אשר כוללים מעל 300 בעלי חיים הוא נדיר. 
 מערכת מורכבת - בעוד שמורכבת הציוד הוא חלק בלתי נפרד מהמעבר לטכנולוגיות מתקדמות, המורכבות של יחידות החליבה ברפתות הרובוטיות לעומת מערכות החליבה הרגילות מקטינה את היכולת של החקלאי לבצע בהם תיקונים בעצמו לכשיצטרך, ומגבירה את ההסתמכות על שירותי התחזוקה מצד היצרן - גורם אשר ייתכן וישפיע על עליית עלות התחזוקה של הציוד. החקלאי מסתמך באופן בלעדי על מתן תגובה מהירה 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 הרפתות הרובוטיות הוכיחו את עמידותן וטכנאי המערכת מספקים לרוב שירות מהיר וטוב, אבל יחד 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 החקלאי לא בוחן את כל בעלי החיים בעדר בתדירות כה גבוהה - דבר אשר מגדיל את האפשרות כי החקלאי לא ישים לב שאחת החיות חולה במשך זמן רב יותר. באופן מעשי, קיימים בכל יחידה חיישנים אשר בודקים את איכות החלב ומשתדלים לגלות שינויים באיכות החלב אשר נגרמו כתוצאה מזיהומים, ובנוסף על כך החקלאים מפקחים 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.

דירי עיזים בישראל

דירי עיזים

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.

קישורים חיצוניים

 ההיי-טק מגיע לרפת - כתבה ב"הארץ" - 24/02/06
 

פעולות חקלאיות
משק חלב