Storia della mungitura meccanica

La tecnica di mungitura delle vacche da latte ha vissuto molti cambiamenti nel corso degli ultimi due secoli, passando dalla comune pratica di mungitura manuale fino ad arrivare all’utilizzo di sale di mungitura altamente automatizzate (Engel e Hyde, 2003). La tecnologia delle macchine mungitrici e delle sale di mungitura è stata implementata e sviluppata a partire dal diciannovesimo secolo, quando la domanda mondiale di prodotti agricoli e alimentari è aumentata a causa della rapida crescita della popolazione.

Tuttavia, già nel 1819 (Erf, 1906)  si iniziarono ad utilizzare dei tubicini per il passaggio del latte che venivano inseriti nei capezzoli e che costringevano lo sfintere ad aprirsi in modo da permettere il fluire del latte al di fuori della mammella. Molti di questi tubicini erano fatti di legno o di penne di uccello,  più tardi vennero commercializzati  in argento, avorio o osso, quest’ultimi venduti anche in gran parte del ventesimo secolo. Quando queste macchine, che utilizzavano il metodo noto come “catetere di mungitura”, cominciarono ad essere introdotte, inziarono a scaturire molti casi di infezione batterica, con conseguente diffusione di malattie tra gli animali. (Van Vleck1996,1998).

In seguito al metodo del catetere vennero sviluppate macchine che simulavano sia la pratica manuale che la suzione del vitello ma, in breve tempo, furono riconosciute come inefficienti e dannose per la salute degli animali. Nel 1851, Hodges e Brockenden acquisirono, in Inghilterra, un brevetto per una macchina mungitrice “a vuoto”, costituita da una grande coppa detta “gutta percha” che si adattava su tutta la mammella e che era connessa e gestita da una pompa azionata a mano (Merriam-Webster definì “gutta percha” una sostanza plastica dura ricavata dal lattice di diversi alberi malesi simile alla gomma).

Quasi contemporaneamente, in America, S.W. Lowe brevettò una coppa dotata di diaframma e di quattro tettarelle gestite da una ventosa a manovella che era in grado di richiamare il latte da tutti e quattro i capezzoli contemporaneamente. Un ventennio più tardi, esattamente nel 1878, Anna Baldwin brevettò la sua macchina, simile a quella di Hodges e Brockenden, che utilizzava quindi una pompa a mano. Queste macchine ebbero un gran successo e si diffusero su larga scala ma, nonostante ciò, si continuarono a riscontrare dei problemi alla mammella il cui tessuto veniva danneggiato (Van Vleck 1996, 1998).

Dopo il 1878, i ricercatori che seguivano la costruzione delle macchine mungitrici identificarono tre principi fondamentali che ogni macchina doveva possedere. Il primo affermava che il tubo del latte doveva contenere un dispositivo che forniva un’apertura della cisterna della ghiandola mammaria in modo da consentirne il fluire dalla mammella. Il tubo, inoltre, doveva essere sterilizzato regolarmente per prevenire la diffusione di possibili malattie. Il secondo principio enunciava che la pressione continua verso il basso, così come avveniva nella mungitura manuale, doveva essere applicata alla base del capezzolo nel punto in cui il tubo del latte si attaccava. Infine, il terzo principio decantava l’utilità di una sorta di vuoto, provocato dalla fuoriuscita dell’aria dalle tettarelle. Questo tipo di aspirazione emulava i movimenti simili a quelli applicati dal vitello al capezzolo (Erf, 1906).

La prima macchina commercializzata ad avere successo fu introdotta sul mercato da un idraulico nel 1889 ed era conosciuta come la macchina Murchlan. Essa utilizzava la tecnologia del vuoto, piuttosto che la semplice pressione sui capezzoli (Reinemann, 2005), e doveva esser posta in sospensione vicino alla vacca, attaccata alla mammella in modo da poter applicare un vuoto continuo ai capezzoli. Le tettarelle erano progettate per aderire ai capezzoli così da evitare perdite di prodotto. La macchina Murchlan fu brevettata nel 1892 (Van Vleck 1996, 1998).

La macchina mungitrice “Thistle” fu la prima ad applicare al progetto un pulsatore.

Fino al 1930 non erano state ancora sviluppate delle sale di mungitura finchè nel 1950, a causa di un aumento dei capi presenti negli allevamenti, anche se non in modo completamente sviluppato, furono introdotte in Nuova Zelanda le prime sale di mungitura a spina di pesce (Hogveen e Ouweltjes, 2003).

L’introduzione di tali sale migliorò notevolmente la produttività e il tempo di mungitura. L’importante sviluppo successivo portò, nel corso del 1970, all’implementazione delle tecnologie elettroniche applicate alle macchine mungitrici (Hogveen e Ouweltjes, 2003).

Nel 1992 infine, agli allevatori fu presentato un nuovo stile di mungitura con l’introduzione dei sistemi di mungitura automatici (AMS).

Principio di funzionamento della mungitura meccanica

La meccanizzazione dell’operazione di mungitura prevede l’estrazione del latte mediante l’applicazione di una depressione alla parte distale del capezzolo dell’animale, non è tuttavia possibile mantenerla applicata per tutta la durata della mungitura. Qualora questo si verificasse, infatti, il flusso di latte cadrebbe rapidamente e il sangue che si trova nel capezzolo stesso non riuscirebbe a fluire verso l’alto, con conseguente congestionamento del medesimo e avvertimento di dolore da parte dell’animale. Si provvede, pertanto, ad interrompere ciclicamente la depressione applicata e tale fase prende il nome di “fase del massaggio”.

Se con la mungitura manuale si applica una pressione positiva sull’epidermide del capezzolo in modo graduale, partendo dall’attacco del capezzolo stesso al corpo della mammella fino a raggiungerne la punta, nella mungitura meccanica ciò non avviene. Il latte viene fatto fuoriuscire dalla cisterna del capezzolo mediante l’applicazione di una pressione negativa che viene chiamata “vuoto” che determina l’apertura dello sfintere del capezzolo. Ciò è molto più simile al processo di suzione del vitello che non alla mungitura manuale. È importante chiarire che cosa si intende per “livello di vuoto“. Se si prende un tubo pieno di mercurio (Hg), per semplicità della lunghezza di 1 m, chiuso ad una estremità e lo si pone, facendo attenzione a non farvi entrare dell’aria, in posizione verticale al disopra di un contenitore anch’esso contente il medesimo elemento chimico, è possibile verificare che il liquido scende all’interno della colonna di una certa quota. Nello spazio liberato all’interno del tubo si è creato infatti del vuoto. Se misuriamo il dislivello tra la superficie del mercurio nel contenitore e nel tubo troviamo che esso è pari a circa 760 mm. Intuitivamente saremmo portati a pensare che detto livello sia determinato dalla caduta verso il basso del mercurio che resta comunque “risucchiato dal vuoto” che si è creato nell’estremità superiore del tubo. Si può constatare che effettivamente non è così, l’altezza del mercurio nel tubo è invece determinata dalla pressione atmosferica. La forza di gravità agisce sulle particelle dell’aria che a causa di tale fenomeno schiacciano la superficie libera del mercurio nel contenitore e provocano una sua risalita all’interno del tubo per  760 mm.

Collegando l’estremità superiore del tubo con un punto di un generico impianto di mungitura subito a valle della pompa del vuoto e del relativo regolatore, si potrebbe osservare che l’altezza della colonna di mercurio non scenderebbe a 0 (raggiunta pressione atmosferica) ma si stabilizzerebbe a circa 380 mm. Sarebbe possibile affermare che nell’impianto c’è “circa mezzo vuoto”. In pratica, in un generico impianto di mungitura c’è un dispositivo (la pompa del vuoto) che sposta verso l’esterno dell’impianto una quantità di aria tale per cui la densità di quella rimasta all’interno è pari alla metà (circa) di quella ambiente. Quindi in un impianto di mungitura abbiamo una pressione assoluta P di 380 mm di mercurio (o, più correttamente, +50 kPa) o, che è lo stesso, una depressione rispetto a quella atmosferica di -380 mm di mercurio (-50 kPa).

Nella vacca, applicando al capezzolo una depressione di 50 kPa, lo sfintere si apre al massimo per 2 mm circa e consente il flusso di latte verso l’esterno. Il tutto avviene, nella macchina mungitrice, a livello di guaina e capezzolo.

Lasciare applicata costantemente la depressione al capezzolo provocherebbe un’eccessiva congestione nei tessuti, dolore, interruzione degli stimoli ormonali per l’emissione del latte, lacerazioni ai tessuti con probabile insorgenza di infezioni, rendendo in definitiva impossibile un’efficiente esecuzione dell’operazione. Per evitare tali inconvenienti è necessario che la depressione venga ciclicamente interrotta. Ciò si ottiene attraverso uno schiacciamento ritmico della guaina, le cui pareti, avvicinandosi, permettono di ripristinare le condizioni di pressione atmosferica a livello dello sfintere. In tal modo, la circolazione sanguigna nel capezzolo riprende e lo stesso si decongestiona. Lo schiacciamento della guaina viene determinato dall’immissione di aria nella camera esistente tra la stessa e il porta guaina (camera di pulsazione) che, per differenza di pressione, provoca il cedimento delle pareti della guaina stessa. Successivamente, il ritorno della depressione all’interno della camera di pulsazione, attraverso l’aspirazione attiva dell’aria in essa contenuta, comporta il ritorno della guaina alla posizione primitiva e il contemporaneo reinstaurarsi delle condizioni di vuoto a livello dello sfintere.

Componenti di una macchina mungitrice

La macchina mungitrice è costituita da un insieme di componenti, alcuni dei quali presenti o mancanti in funzione del tipo di impianto.

In particolare il circuito dell’aria è costituito da:

  • un gruppo pompa per vuoto;
  • un serbatoio del vuoto avente la funzione di collegare fra loro le varie condutture dell’impianto;
  • un serbatoio di protezione che provvede alla raccolta della condensa;
  • un regolatore di vuoto che permette di mantenere costante il livello di depressione;
  • una conduttura dell’aria. Lungo il condotto viene anche installato un indicatore del livello di vuoto o vuotometro;
  • un pulsatore che permette, tramite apposita valvola di distribuzione e i tubi lunghi del vuoto, l’ingresso ciclico dell’aria nella camera di pulsazioni;

Il circuito del latte, invece, è costituito da:

  • un gruppo mungitura o gruppo prendicapezzoli, composto a sua volta da quattro guaine e altrettanti porta-guaina rigidi, un collettore-ripartitore, tubi corti del latte e tubi corti del vuoto;
  • un tubo lungo del latte che collega il collettore con il condotto del latte;
  • condutture del latte o lattodotto che provvede al trasporto del latte verso il vaso terminale di raccolta;

Sale di mungitura

La sala di mungitura rappresenta il cuore tecnologico di ogni struttura a stabulazione libera, visto che al suo interno sono installati impianti costosi e sofisticati che devono svolgere il delicato compito di estrarre il latte dalla mammella e inviarlo al deposito di stoccaggio temporaneo. Indipendentemente dal tipo di impianto installato, tutte le sale devono rispettare dei parametri strutturali “standard”.

Partendo dal piano di calpestio, tutte le diverse configurazioni di sala devono rispettare alcuni parametri ergonomici che rendono meno faticoso il lavoro degli operatori. Tra di essi, il più importante è la posizione dell’addetto che deve essere tale da fargli trovare i capezzoli a circa 120 cm di altezza dal suo piano di calpestio e a circa 25-30 cm dal suo asse verticale. Ciò comporta che le vacche devono essere poste ad un piano differente da quello dell’operatore che lavora in una fossa di mungitura profonda dai 90 ai 100 cm, rispetto al piano in cui si trovano gli animali. Per favorire il lavoro dei mungitori e renderlo più agevole e meno faticoso è possibile dotare la fossa di mungitura di un piano mobile che consenta all’addetto di variare, in base alle necessità, il proprio piano di lavoro. Oltre al piano di calpestio ci sono altri aspetti molto importanti come la pavimentazione, gli scarichi dei reflui e dei servizi igienici per permettere il lavaggio delle mani agli operatori. La pavimentazione della sala di mungitura, oltre ad evitare scivolamenti e cadute degli animali, deve avere una pendenza tale da velocizzare l’allontanamento dello sporco, favorendo le operazioni di lavaggio e di asciugatura. Infine è importante predisporre di un sistema di illuminazione che non provochi delle ombre ma che dia la possibilità di vedere i capezzoli e i primi getti di latte. La ventilazione dovrebbe essere prevista per circa venti ricambi di aria all’ora nei mesi invernali e per quaranta nei mesi estivi.

Le tipologie di sale di mungitura oggi disponibili sono distinte in due categorie: a mungitura individuale (autotandem), dove le vacche vengono alloggiate in poste individuali e vengono accudite in modo indipendente rispetto agli altri soggetti che si trovano in sala, e a mungitura collettiva, dove gli animali vengono trattati per gruppi di numero pari a quello delle poste di mungitura in fila (spina e pettine) oppure vengono alloggiati in stalli singoli ma vengono accuditi in sequenza (giostra).

 

Autori: Oreste Vignone e Matteo Di Felice