1. 擠 乳 時 乳 頭 在 乳 杯 橡 皮 內 之 動 作 擠 乳 開 始, 乳 杯 套 上 乳 頭 後, 乳 頭 很 快 地 被 吸 入 乳 杯 內, 直 至 所 有 施 於 乳 頭 之 力 量 達 到 平 衡 時 方 停 止 平 衡 點 依 下 列 之 因 素 而 定 : 乳 杯 低 壓 之

十 一 擠 乳 期 間 乳 杯 橡 皮 之 動 作 乳 杯 橡 皮 是 擠 乳 機 唯 一 與 牛 隻 乳 頭 直 接 接 觸 之 組 件, 來 自 擠 乳 機 所 有 的 低 壓 均 經 由 乳 杯 橡 皮 傳 到 牛 隻 乳 頭, 這 一 節 主 要 描 述 擠 乳 時 乳 頭 與 乳 杯 間 物 理 與 生 理 之 關 係, 提 供 讀 者 瞭 解 擠 乳 機 是 如 何 將 乳 液 擠 出, 乳 頭 對 擠 乳 機 所 施 壓 力 之 反 應, 及 乳 杯 在 擠 乳 時 之 動 作 介 紹 乳 杯 之 動 作 及 擠 乳 之 特 性, 包 含 全 乳 房 及 單 一 乳 區 之 擠 乳 特 性, 同 時 說 明 出 乳 最 高 流 量 期 及 低 流 量 期 之 概 念, 乳 杯 上 爬 及 機 械 後 擠 介 紹 一 個 脈 動 週 期 乳 液 流 出 之 性 狀, 敘 述 乳 杯 調 整, 對 擠 乳 時 乳 液 流 出 性 狀 之 影 響, 及 如 何 預 測 這 些 性 狀, 從 單 一 脈 動 週 期 來 說 明 以 活 動 顯 像 技 術 作 單 一 週 期 乳 液 流 出 特 性 之 說 明 乳 杯 及 乳 杯 橡 皮 內 低 壓 狀 況 之 介 紹, 由 於 壓 差 產 生 週 期 性 乳 杯 橡 皮 之 動 作, 及 脈 動 如 何 影 響 乳 杯 內 之 低 壓 乳 頭 對 來 自 乳 杯 低 壓 之 反 應 詳 細 敘 述 擠 乳 時, 雙 室 乳 杯 低 壓 施 於 乳 頭 之 狀 況 及 乳 頭 對 此 一 低 壓 之 反 應 討 論 機 械 乳 頭 與 乳 杯 之 基 本 認 識, 機 械 因 素 對 擠 乳 特 性 及 乳 頭 之 影 響 ( 一 ) 乳 杯 之 動 作 與 擠 乳 之 特 性 傳 統 的 雙 室 乳 杯, 包 含 堅 硬 的 外 殼 及 有 彈 性 之 內 襯, 或 稱 為 乳 杯 橡 皮 一 個 具 有 代 表 性 的 乳 杯 橡 皮, 其 內 徑 應 與 任 何 一 個 牛 群 中, 大 部 份 乳 頭 之 平 均 外 徑 相 同 乳 杯 橡 皮 內 之 低 壓 (Liner vacuum) 降 到 預 設 之 壓 力, 約 低 於 大 氣 壓 之 40~50% 空 氣 經 由 脈 動 器 之 控 制, 將 大 氣 壓 之 空 氣 導 入 乳 杯 橡 皮 與 乳 杯 殼 間 之 脈 動 室 (Pulsation chamber), 乳 杯 橡 皮 內 外 壓 力 差, 造 成 乳 杯 橡 皮 閉 合 脈 動 器 將 脈 動 室 接 至 脈 動 低 壓 管, 氣 室 內 之 空 氣 降 至 與 乳 杯 內 壓 力 相 同, 此 時 乳 杯 橡 皮 恢 復 至 原 狀 ( 舒 張 ) 施 於 乳 杯 橡 皮 內 外 之 壓 力, 週 期 性 ( 每 分 鐘 約 40~60 次 ) 地 形 成 壓 差, 造 成 乳 杯 橡 皮 重 復 地 閉 合 與 舒 張 乳 杯 橡 皮 週 期 性 的 動 作 我 們 稱 之 為 脈 動

1. 擠 乳 時 乳 頭 在 乳 杯 橡 皮 內 之 動 作 擠 乳 開 始, 乳 杯 套 上 乳 頭 後, 乳 頭 很 快 地 被 吸 入 乳 杯 內, 直 至 所 有 施 於 乳 頭 之 力 量 達 到 平 衡 時 方 停 止 平 衡 點 依 下 列 之 因 素 而 定 : 乳 杯 低 壓 之 力 量 ( 將 乳 頭 拉 入 乳 杯 更 深 之 動 作 ) 及 重 力 ( 將 乳 杯 拉 下 之 動 作 ) 乳 頭 與 乳 杯 橡 皮 表 面 接 觸 所 產 生 之 力 量 大 於 摩 擦 力 乳 頭 在 擠 乳 的 低 壓 下 呈 伸 長 並 腫 脹 狀 態, 當 乳 頭 套 在 乳 杯 橡 皮, 乳 頭 與 乳 杯 橡 皮 接 觸 面 造 成 很 大 的 摩 擦 力, 以 支 撐 乳 杯 而 不 致 掉 落 在 擠 乳 過 程 中 當 乳 液 流 量 達 最 高 期 時, 乳 頭 與 乳 杯 橡 皮 表 面 之 大 面 積 接 觸, 為 造 成 主 要 的 阻 力 但 接 觸 表 面 所 產 生 的 阻 力 不 甚 均 勻 此 一 阻 力 阻 止 乳 杯 在 擠 乳 時 往 上 爬 升 或 下 滑 擠 乳 時 乳 頭 被 吸 入 乳 杯 內, 有 時 乳 頭 慢 慢 地 被 吸 入 ; 有 時 立 即 吸 入 一 大 段 ( 有 時 達 到 5 公 分 之 多 ), 多 半 是 在 最 大 流 量 期 過 後 發 生 的 ( 如 圖 3-22a); 有 時 剛 開 始 乳 杯 套 入 乳 頭 不 深, 然 而 在 開 始 擠 乳 乳 頭 很 快 即 深 入 乳 杯, 偶 而 這 會 造 成 突 然 乳 流 增 加 ( 圖 3-22b), 為 何 乳 頭 深 入 乳 杯 會 增 加 乳 液 之 流 量, 將 另 外 解 釋 在 最 大 流 量 期, 乳 頭 與 乳 杯 壁 或 乳 杯 嘴 之 間 無 週 期 性 的 移 動, 然 而 在 最 大 流 量 之 末 期, 則 會 產 生 乳 頭 移 入 乳 杯 之 現 象 圖 3-22a 顯 示 乳 頭 在 擠 乳 的 前 0.5 分 鐘, 乳 頭 從 原 來 的 位 置 被 移 至 乳 杯 更 深 處, 到 2.75 分 鐘, 乳 頭 沒 有 進 一 步 的 移 動, 一 直 到 擠 乳 2.75 分 鐘 後, 乳 杯 往 乳 頭 上 爬 升

圖 3-22b 同 一 乳 頭 同 一 乳 杯 在 另 一 次 的 擠 乳, 在 最 高 流 量 期 乳 頭 深 入 乳 杯, 流 量 較 (3-25a) 增 加 約 70% (Machine Milking and Mastitis 原 圖 ) 2. 在 乳 杯 張 開 時 的 乳 頭 因 擠 乳 低 壓 之 影 響, 乳 頭 套 入 乳 杯 後, 立 即 伸 張 至 原 來 長 度 的 140~ 150%, 此 後 乳 頭 在 整 個 擠 乳 過 程 並 未 再 伸 張 乳 頭 皮 膚 的 伸 張 使 乳 頭 溝 周 圍 之 組 織 產 生 一 種 拉 力 欲 使 乳 頭 溝 張 開, 乳 杯 套 入 乳 頭 的 深 度 至 少 達 2 公 分 (0.8 英 吋 ) 這 與 使 用 小 管 子 在 乳 頭 尖 端 施 予 低 壓, 乳 汁 不 會 流 出 同 樣 的 現 象 當 擠 乳 低 壓 施 予 乳 頭 時, 乳 頭 尖 端 擴 脹 將 原 來 緊 閉 的 乳 溝 拉 開, 因 乳 頭 內 壓 高 於 乳 杯 下 端 之 壓 力, 乳 汁 自 乳 頭 溝 流 至 舒 張 之 乳 杯 乳 液 是 從 乳 杯 橡 皮 舒 張 至 一 半 即 開 始 流 出, 乳 杯 橡 皮 閉 合 至 一 半 乳 液 即 停 止 流 出, 擠 乳 機 是 將 乳 液 吸 出, 與 手 擠 是 使 用 壓 力 將 乳 液 擠 出 正 好 相 反 小 牛 哺 乳 是 混 合 的 兩 種 動 作 小 牛 吸 吮 將 乳 液 匯 集 至 乳 頭 腔, 然 後 利 用 舌 頭 向 口 腔 上 壁 擠 壓, 將 匯 集 於 乳 頭 腔 之 乳 液 以 正 壓 擠 出, 小 牛 口 腔 吸 吮 及 擠 壓 平 均 所 產 生 的 吸 力 ( 低 壓 ) 或 正 壓 均 要 較 手 擠 所 產 生 的 壓 力 或 機 械 擠 乳 所 產 生 的 低 壓 高 3. 擠 乳 時 乳 液 流 量 之 性 狀 以 傳 統 乳 杯 擠 乳, 牛 乳 流 量 之 性 狀 受 乳 杯 分 佈 到 分 房 之 間 之 重 量 機 械 之 設 計 及 機 件 動 作 之 影 響, 較 明 顯 的 是 在 乳 杯 乳 杯 之 外 的 機 件, 則 無 法 自 乳 頭 影 響 牛 乳 流 量 之 性 狀, 除 非 此 等 機 件 影 響 乳 杯 之 低 壓 或 乳 杯 之 動 作 (1) 全 乳 房 乳 液 流 量 之 性 狀 一 頭 牛 擠 乳 時, 典 型 的 乳 產 量 與 時 間 之 曲 線 圖

圖 3-23 全 乳 區 擠 乳 時 ( 虛 線 ) 及 四 個 單 獨 分 房 之 乳 產 量 曲 線 圖 ( 實 線 ) ( 典 型 的 乳 產 量 與 時 間 曲 線 圖 形 ) 全 乳 房 乳 量 曲 線, 有 一 長 時 間 的 乳 流 量 下 降 期, 而 分 開 的 分 房 曲 線 是 從 最 高 流 量 突 然 降 到 低 流 量 上 述 數 字 顯 示 一 般 的 三 個 區 域 當 流 量 增 到 最 高 時 短 暫 的 斜 線 (a) (b) 為 曲 線 持 續 上 升 表 示 流 量 持 續 上 升, 通 常 是 與 乳 流 量 達 到 最 高 點 有 關, 這 段 是 擠 乳 後 1 分 鐘, 累 積 之 乳 量 最 高 乳 流 量 下 降 時 之 曲 線 (c) 低 流 量 階 段 約 為 整 個 擠 乳 時 間 之 25%, 約 佔 整 個 乳 量 之 10% (Machine Milking and Lactation 原 圖 ) 最 後 當 乳 流 停 止 時 曲 線 開 始 成 水 平, 通 常 有 部 份 殘 留 於 乳 房 內 之 乳 液, 可 借 人 力 之 動 作 收 取 殘 乳 如 圖 之 第 四 個 階 段 (2) 分 房 乳 流 量 之 性 狀 全 乳 房 乳 流 量 也 受 分 房 乳 之 擠 乳 特 性 影 響 如 圖 3-23 清 楚 顯 示, 全 乳 房 流 量 曲 線 下 降, 主 要 由 於 各 個 分 房 乳 之 流 盡 時 間 不 同 由 曲 線 顯 示 大 部 乳 汁 從 分 房 是 以 穩 定 的 流 量 獲 得 然 而, 分 房 乳 流 量 之 曲 線, 常 有 小 幅 穩 定 約 5% 的 上 升, 這 表 示 可 能 由 於 乳 頭 括 約 肌 周 圍 組 織 之 膨 脹, 乳 頭 溝 之 有 效 直 徑 逐 漸 增 加 最 大 流 量 期 通 常 會 突 然 停 止, 然 後 是 連 續 的 低 流 量 期 4. 機 械 引 發 之 腫 脹 或 水 腫 低 壓 所 產 生 的 壓 力, 造 成 乳 頭 直 徑 及 長 度 膨 脹, 引 起 乳 頭 皮 膚 的 腫 脹 及 水 腫, 約 有 75% 的 擠 乳, 造 成 乳 頭 腫 脹 或 水 腫, 與 乳 頭 腔 之 壓 力 大 於 大

氣 壓 的 關 係 不 大 最 大 乳 流 量 期 過 後, 每 當 乳 杯 橡 皮 舒 張, 乳 頭 腔 之 壓 力 急 速 下 降 至 大 氣 壓 以 下 時, 乳 頭 明 顯 地 腫 脹 或 水 腫, 特 別 是 當 乳 杯 橡 皮 舒 脹 期, 乳 頭 腔 內 之 乳 壓 降 至 擠 乳 低 壓 之 60-80% 當 乳 杯 橡 皮 舒 張, 乳 頭 腔 內 持 續 維 持 這 種 低 流 量 或 過 度 擠 乳 期 5. 乳 頭 在 閉 合 的 乳 杯 橡 皮 內 脈 動 之 主 要 作 用 在 減 少 擠 乳 所 造 成 乳 頭 組 織 之 腫 脹 或 水 腫 此 外, 脈 動 有 下 列 的 功 能 : A. 減 少 擠 乳 所 造 成 乳 頭 組 織 之 腫 脹 或 水 腫 此 外, 脈 動 有 助 於 在 每 一 個 脈 動 週 期, 維 持 乳 液 最 高 的 流 量 B. 緩 和 腫 脹 所 帶 來 牛 隻 不 舒 適 或 疼 痛 C. 降 低 新 乳 房 炎 發 生 率 D. 刺 激 排 乳 當 大 氣 壓 的 空 氣 引 入 脈 動 室 ( 乳 杯 殼 與 乳 杯 橡 皮 間 之 氣 室 ) 時, 因 脈 動 室 與 乳 杯 橡 皮 內 之 壓 差, 在 乳 頭 以 下 之 乳 杯 橡 皮 收 縮 成 閉 合 狀 然 而 一 般 認 為 閉 合 的 乳 杯 橡 皮 將 乳 頭 的 低 壓 關 掉, 這 是 一 種 錯 誤 的 觀 念, 在 一 般 的 乳 杯 其 實 不 是 這 樣 的 從 橫 切 圖 3-24 上 我 們 可 以 清 楚 看 到 E 及 G-H 閉 合 的 乳 杯 橡 皮 壁 並 未 完 全 閉 合, 因 此 乳 頭 尖 端, 乳 頭 與 乳 杯 橡 皮 表 面 接 觸 之 邊 緣 以 下, 在 整 個 擠 乳 過 程 均 暴 露 於 低 壓 之 中 閉 合 的 乳 杯 橡 皮 對 乳 頭 只 有 一 點 或 沒 有 壓 力, 在 擠 乳 的 任 一 階 段 它 並 沒 關 閉 乳 頭 溝, 此 可 以 用 一 只 橡 皮 手 套, 當 作 乳 頭 插 入 透 明 乳 杯 內 作 示 範, 脈 動 的 乳 杯 橡 皮 並 沒 有 將 橡 皮 套 擠 扁, 因 為 橡 皮 套 手 指 與 大 氣 壓 相 通, 所 以 橡 皮 套 腔 與 脈 動 室 間 無 壓 差 然 而 橡 皮 套 之 尖 端 則 變 為 扁 而 成 楔 形

乳 頭 尖 端 所 受 之 壓 力 與 橡 皮 手 套 之 手 指, 受 到 閉 合 之 乳 杯 橡 皮 之 壓 力 是 相 同 的 ( 乳 頭 溝 因 此 閉 合 ) 一 般 認 為 乳 頭 尖 端 所 受 之 壓 力, 軟 而 薄 的 乳 杯 橡 皮 閉 合 所 需 的 壓 差 較 低, 乳 頭 所 受 的 壓 力 亦 較 小, 乳 頭 所 受 的 壓 力 隨 著 乳 杯 橡 皮 的 厚 度, 硬 度 及 乳 杯 橡 皮 的 張 力 而 增 加 然 而 必 須 指 出, 一 般 而 言 乳 杯 內 之 低 壓 差 使 很 厚 的 乳 杯 橡 皮 閉 合, 實 際 上 它 是 不 會 施 壓 於 乳 頭 圖 3-24 有 乳 頭 及 沒 乳 頭 在 乳 杯 內 的 閉 合 乳 杯 橡 皮 模 型 A B C D 及 E 段, 顯 示 乳 頭 及 乳 杯 橡 皮 均 變 形 F G H 及 J 段, 顯 示 沒 有 乳 頭 時, 乳 杯 橡 皮 變 形 之 情 形 十 二 從 X 光 電 影 研 究 : 乳 流 時 間 及 乳 杯 橡 皮 之 動 作 圖 3-25 摘 自 一 個 連 續 的 X 光 攝 影 原 圖, 將 擠 乳 流 量 最 高 期 一 個 脈 動 週 期 之 最 重 要 資 訊 呈 現 出 來, 它 是 以 每 秒 50 張 之 速 度 拍 攝,70 張 照 片 完 成 一 個 脈 動 週 期, 每 張 照 片 代 表 0.02 秒, 在 圖 3-25 中 有 許 多 連 續 相 似 的 圖 片, 圖 片 (8~42), 為 乳 杯 橡 皮 完 全 張 開 時 拍 攝, 因 為 它 們 與 圖 片 (7) 及 圖 片 (43) 很 相 似, 所 以 省 略 掉 部 份 的 圖 片, 同 樣 地 圖 片 (49~75) 是 在 乳 杯 橡 皮 全 閉 時 拍 攝 的, 因 為 它 們 與 圖 片 (48) 相 似, 因 此 沒 全 部 呈 現 出 來

從 圖 片 (1) 顯 示 乳 頭 下 乳 杯 橡 皮 全 部 閉 合, 由 於 大 部 分 壓 力 集 於 乳 頭 尖 端, 乳 頭 變 成 較 三 角 形, 然 而 當 乳 杯 橡 皮 完 全 閉 合 時 乳 頭 尖 端 下 面 小 小 白 色 部 分, 並 沒 被 乳 頭 尖 端 填 滿 當 乳 杯 橡 皮 重 新 張 開, 乳 頭 下 之 乳 杯 橡 皮 還 是 閉 合 著 如 圖 片 (2), 乳 頭 與 乳 杯 橡 皮 接 觸 處 首 先 改 變, 此 處 乳 杯 橡 皮 慢 慢 張 開, 乳 頭 腔 也 慢 慢 張 開, 在 下 一 張 圖 片 (3), 當 乳 頭 下 之 乳 杯 橡 皮 開 始 張 開, 乳 頭 腔 更 為 擴 大, 同 時 在 些 乳 汁 呈 現 於 乳 頭 溝 內, 在 圖 片 (4) 當 乳 杯 橡 皮 開 至 一 半 時 已 可 以 看 到 乳 汁 自 乳 頭 流 出, 直 至 圖 片 (7) 乳 杯 橡 皮 完 全 張 開, 乳 頭 溝 及 乳 杯 橡 皮 仍 繼 續 擴 張 乳 杯 橡 皮 維 持 完 全 張 開 一 直 到 圖 片 (43), 可 以 看 到 乳 杯 橡 皮 內 之 乳 汁 回 流 在 圖 片 (44), 乳 杯 橡 皮 大 約 在 半 閉 合 狀 態 而 乳 汁 幾 乎 呈 停 止 流 出 之 狀 態, 乳 頭 腔 也 變 得 相 當 小 在 乳 杯 橡 皮 閉 合 的 後 繼 階 段 中, 乳 頭 腔 漸 漸 地 越 來 越 小 圖 片 (43~48), 由 於 離 乳 頭 溝 下 方 一 段 距 的 乳 杯 橡 皮 完 全 閉 合, 致 乳 頭 溝 這 一 部 分 的 組 織 伸 長, 乳 流 在 乳 杯 橡 皮 完 全 閉 合 前 一 段 時 間, 乳 汁 早 就 停 止 流 出, 很 明 顯 地 說 明 乳 汁 之 停 止 流 出, 並 非 因 為 乳 杯 橡 皮 將 乳 頭 之 低 壓 切 斷 所 致, 而 是 因 為 乳 杯 橡 皮 閉 合 時 所 受 壓 力 的 影 響 圖 3-25 所 示 其 他 相 同 的 研 究 所 做 的 X 光 攝 影 中, 顯 示 乳 頭 溝 的 閉 合 是 從 乳 頭 開 口 處 漸 漸 往 上 關 閉, 這 或 許 與 乳 房 炎 感 染 機 制 有 重 要 的 關 係 當 乳 杯 橡 皮 張 開 時 乳 頭 溝 是 從 乳 頭 腔 漸 漸 向 乳 頭 開 口 處 張 開 然 而 這 些 舊 的 X 光 片 無 法 詳 細 將 這 些 細 節 顯 示 及 分 析 出 來 1. 從 電 影 攝 影 術 研 究 : 乳 流 時 間 及 乳 杯 橡 皮 之 動 作 利 用 高 速 X 光 攝 影 術 ( 每 秒 攝 取 100 張 ), 進 一 步 獲 得 擠 乳 時 乳 流 與 乳 杯 橡 皮 動 作 許 多 最 新 之 資 料 表 3-1 乳 杯 橡 皮 自 開 始 動 作 時 間 之 平 均 值 及 乳 頭 下 方 乳 杯 橡 皮 內 外 壓 力 差 異 之 平 均 值

圖 3-25 摘 自 兩 個 連 續 的 X 光 攝 影 圖, 以 每 秒 50 張 之 速 度 攝 取, 顯 示 在 1 個 脈 動 週 期 內 乳 杯 橡 皮 的 張 開 與 閉 合, 每 分 鐘 40 個 脈 動 週 期 ; 使 用 動 作 反 應 快 速 薄 的 乳 杯 橡 皮 (Machine Milking and Lactation 原 圖 ) 表 3-1 乳 杯 橡 皮 開 始 動 作 之 平 均 時 間 及 乳 頭 下 端 乳 杯 橡 皮 內 外 之 平 均 壓 差 項 目 時 間 壓 差 (KPa) 吋 汞 柱 吸 乳 期 乳 杯 開 始 張 開 0 33 10 乳 汁 開 始 流 出 0.03 14 4 乳 頭 下 方 乳 杯 橡 皮 分 開 0.04 9 3 乳 杯 橡 皮 半 開 0.06 7 2 乳 杯 橡 皮 全 開 0.11 2 0.5 按 摩 期 乳 杯 開 始 閉 合 0 5 1.5 乳 杯 橡 皮 半 閉 0.02 17 5 乳 頭 下 方 之 乳 杯 橡 皮 壁 接 觸 0.03 23 7 乳 汁 停 止 流 出 0.04 33 10 乳 杯 橡 皮 完 全 閉 合 0.08 46 14 資 料 取 自 :Machine milking and lactation

很 明 顯 的 在 乳 杯 橡 皮 半 開 前 乳 汁 就 已 開 始 流 出, 乳 流 持 繼 到 乳 杯 橡 皮 閉 合 至 一 半 的 狀 態 方 停 止, 同 時 也 可 以 瞭 解 到 乳 杯 橡 皮 閉 合 之 動 作 較 張 開 迅 速 圖 3-26 在 單 一 脈 動 週 期, 乳 杯 殼 腔 內 低 壓 改 變 對 乳 流 時 間 與 乳 杯 橡 皮 動 作 之 關 係, 上 圖 為 低 壓 改 變 慢, 下 圖 為 低 壓 改 變 快 此 一 測 試 是 同 一 頭 牛 在 其 出 乳 流 量 最 高 期 以 Zero Pvc 透 明 乳 杯 橡 皮 在 70N 的 張 力 套 於 乳 杯 殼 上, 以 紫 外 線 波 器 (UV Oscillograph) 每 秒 100 張 圖 之 速 度 同 時 記 錄 乳 杯 橡 皮 及 乳 杯 殼 腔 之 低 壓 (Milking Machine and Lactation 原 圖 ) 從 兩 組 圖 片 之 比 較 可 以 很 清 楚 地 看 到, 乳 杯 橡 皮 施 予 不 同 之 壓 力 影 響 乳 頭 之 形 狀 ; 圖 3-25, 第 (1) 第 (7) 張 圖 片 及 圖 3-34 中 之 第 (42) 與 (43) 圖 片 後 一 組 是 較 軟 的 乳 杯 橡 皮 以 較 小 的 張 力 套 在 乳 杯 殼, 圖 片 (42) 之 乳 頭 溝 閉 合 時 間 僅 較 圖 片 (43) 乳 頭 溝 張 開 時 間 長 約 30%, 在 圖 片 (1) 與 圖 片 (7) 中, 乳 杯 橡 皮 是 以 較 高 張 力 套 於 乳 杯 殼, 很 明 顯 的 對 照, 乳 杯 在 高 張 力 下 閉 合, 乳 頭 溝 之 長 度 較 圖 (1) 時 增 加 了 150% 也 明 顯 地 看 出 乳 頭 溝 較 早 閉 合, 乳 頭 尖 端 很 快 就 變 扁 閉 合 也 較 完 全, 在 高 張 力 的 乳 杯 橡 皮 相 對 的 乳 杯 張 開 時 乳 汁 流 出 也 較 晚 ( 一 ) 單 一 脈 動 周 期 乳 流 速 度 之 測 量 每 一 脈 動 周 期, 乳 汁 自 乳 頭 流 出 之 比 例 保 持 不 變

在 每 一 脈 動 周 期 之 開 始, 脈 動 速 度 增 加, 牛 乳 流 速 也 穩 定 地 增 加, 此 意 味 著, 在 一 個 脈 動 周 期 中, 乳 流 速 度 是 依 前 一 週 期 之 長 度, 這 可 解 釋 為 乳 頭 溝 肌 肉 對 乳 頭 溝 收 縮 機 能 控 制 緩 慢 的 一 個 證 據 這 種 變 化 的 解 釋 是, 當 乳 杯 張 開, 體 液 往 乳 頭 尖 端 堆 積, 而 當 乳 杯 閉 合 時 體 液 則 自 此 處 擠 向 身 體, 每 當 乳 杯 橡 皮 張 開, 體 液 再 次 堆 積 於 乳 頭 尖 端 乳 頭 溝 周 圍 之 皮 膚, 造 成 乳 頭 溝 之 有 效 管 徑 縮 小 而 降 低 流 速 這 種 解 釋 是 可 從 以 下 試 驗 得 以 印 證, 以 每 分 鐘 30 個 脈 動 周 期 以 便 可 從 乳 流 速 率 之 素 描 圖 中 更 清 楚 地 看 到 血 管 之 擴 充 及 水 腫 的 現 象,( 圖 3-27) 顯 示 擠 乳 達 到 乳 流 量 最 高 期 之 圖 形 特 徵 1. 初 期 之 高 流 速, 乳 杯 橡 皮 張 開 後 約 維 持 0.5 秒 鐘 2. 0.5 秒 後 的 下 降 約 為 脈 動 周 期 的 60%, 然 後 下 降 更 為 快 速 圖 3-27 三 個 連 續 的 流 速 圖, 記 錄 擠 乳 時 最 高 乳 流 量 期, 此 為 記 錄 乳 杯 橡 皮 維 持 張 開 10 秒 鐘, 張 開 前, 張 開 中 及 張 開 後, 擠 乳 低 壓 50KPa a= 最 高 流 量, b=1 秒 後 之 流 速, c= 周 期 開 始 後 10 秒 之 流 量, d= 下 一 個 周 期 開 始 之 最 高 流 量 (Milking Machine and Lactation 原 圖 ) 十 三 乳 杯 內 低 壓 狀 態 及 乳 杯 橡 皮 之 動 作 乳 杯 內 低 壓 通 常 並 非 維 持 穩 定 狀 態, 在 描 述 乳 杯 內 低 壓, 乳 杯 殼 內 低 壓 及 乳 杯 橡 皮 動 作 間 之 關 係 時, 最 好 從 沒 有 乳 汁 狀 況 開 始, 然 後 是 有 乳 汁 在 乳 杯 之 較 複 雜 狀 態, 如 此 較 為 容 易 瞭 解

( 一 ) 乳 杯 內 無 乳 時 低 壓 狀 態 與 乳 杯 橡 皮 之 動 作 當 乳 杯 以 假 乳 頭 塞 著 或 當 乳 頭 已 無 乳 汁 流 出 時, 測 定 乳 杯 內 之 低 壓 每 一 周 期 均 相 當 穩 定,( 圖 3-28), 顯 示 低 壓 之 狀 態 及 乳 杯 橡 皮 之 動 作 當 乳 杯 橡 皮 張 開 及 閉 合, 引 起 乳 杯 內 容 積 之 改 變 因 乳 杯 內 無 乳 液, 空 氣 出 入 於 乳 杯 之 阻 力 小, 因 此 乳 杯 內 之 低 壓 相 當 穩 定,( 有 些 擠 乳 機 製 造 商 試 圖 降 低 乳 杯 內 周 期 性 低 壓 之 不 穩 定, 以 期 減 少 乳 區 相 互 間 之 感 染, 是 沒 意 義 的 ) 當 乳 杯 張 開, 空 氣 自 集 乳 座, 經 小 乳 管 流 到 乳 頭 底 下 擴 張 之 乳 杯 若 有 一 乳 區 藏 有 病 原 菌, 而 乳 杯 內 之 乳 流 很 小 或 已 經 沒 有 之 時, 空 氣 自 由 出 入 於 乳 杯 內, 就 容 易 引 起 相 互 感 染 相 互 感 染 尤 其 容 易 在 擠 乳 將 結 束 時 發 生 每 當 : 1. 乳 杯 張 開 及 閉 合 時 空 氣 移 動 之 容 量, 超 過 小 乳 管 之 容 量 時 2. 乳 杯 橡 皮 容 積 增 加 之 速 率, 超 過 集 乳 座 氣 孔 引 入 之 空 氣 速 率 圖 3-28 由 於 乳 杯 橡 皮 壁 之 動 作, 所 造 成 乳 杯 內 ( 實 線 ) 及 乳 杯 室 ( 虛 線 ) 之 低 壓 狀 況 (a) 擠 乳 前 ;(b) 及 (c) 擠 乳 當 中, 乳 量 3.2 公 升 / 分, 集 乳 座 無 氣 孔 及 有 氣 孔 (7 公 升 / 分 ) 的 狀 況 下 ;(d) 乳 流 停 止 後 (Machine Milking and Lactation 原 圖 )

圖 3-28a 顯 示 乳 杯 室 低 壓 開 始 下 降 後 乳 杯 即 很 快 地 閉 合, 亦 即 當 乳 杯 室 之 壓 力 稍 較 乳 杯 低 壓 為 高 時, 乳 杯 橡 皮 早 在 乳 杯 室 之 低 壓 完 全 消 失 時 就 閉 合 反 之, 乳 杯 橡 皮 張 開, 一 直 要 等 到 乳 杯 室 之 低 壓 升 到 最 高 前 才 張 開 乳 杯 橡 皮 達 到 張 開 一 半 或 達 到 一 半 閉 合 所 需 之 低 壓, 因 不 同 的 乳 杯 橡 皮 而 有 所 不 同 一 般 而 言, 乳 杯 橡 皮 兩 邊 之 壓 差 達 到 5~15KPa(1.5~4.5 吋 汞 柱 ) 時 就 呈 半 閉 合 狀 減 小 乳 杯 橡 皮 之 口 徑, 增 加 橡 皮 之 厚 度 或 使 用 較 硬 的 材 質, 均 增 加 所 需 壓 差 來 閉 合 乳 杯 橡 皮 至 兩 邊 的 橡 皮 閉 合 然 而 很 奇 怪, 改 變 上 述 乳 杯 橡 皮 鬆 緊 度, 對 乳 杯 橡 皮 閉 合 所 需 的 壓 差 沒 多 大 的 影 響 ( 二 ) 乳 杯 橡 皮 動 作 之 速 率 脈 動 室 低 壓 之 改 變, 上 升 或 下 降 之 曲 線 兩 者 均 於 開 始 改 變 時 最 快, 開 始 因 為 壓 差, 空 氣 以 最 快 之 速 度 驅 入 脈 動 室 或 將 脈 動 室 之 空 氣 排 出, 最 後 壓 差 降 到 零 時 則 速 度 變 慢 乳 杯 橡 皮 閉 合 之 速 度 較 張 開 之 速 度 快 圖 3-28a 所 示, 乳 杯 橡 皮 閉 合 時 間 約 為 0.02 秒 閉 合 速 度 較 乳 杯 張 開 速 度 快 約 3-4 倍 ( 三 ) 擠 乳 時 乳 杯 橡 皮 動 作 與 低 壓 之 狀 態 乳 汁 在 流 動 時, 乳 杯 之 低 壓 會 起 伏 得 很 猛 烈, 尤 其 是 集 乳 座 未 設 有 氣 孔 時, 如 圖 3-28b 所 示, 擠 乳 時 集 乳 座 沒 氣 孔, 乳 杯 橡 皮 之 運 動 造 成 很 明 顯 很 大 的 周 期 性 之 低 壓 起 伏 圖 3-28c, 集 乳 座 設 有 氣 孔 時, 在 同 樣 的 牛 乳 流 速, 周 期 性 低 壓 之 起 伏 就 小 很 多 如 圖 3-28d 所 示, 在 擠 乳 完 畢, 乳 流 停 止 或 ( 圖 3-28a) 乳 杯 以 假 乳 頭 塞 著 時, 乳 杯 低 壓 幾 乎 沒 起 伏 因 為 脈 動 引 起 激 烈 的 低 壓 起 伏 與 乳 杯 的 許 多 特 性 有 關, 然 而 其 特 性 是 有 一 定 的 軌 跡 可 循 乳 杯 低 壓 變 化 的 特 性, 由 乳 杯 橡 皮 閉 合 陷 於 運 送 途 中 乳 汁 裡 的 空 氣 被 擠 壓 乳 杯 低 壓 下 降 壓 力 的 增 加 ( 低 壓 下 降 ) 最 後 將 乳 汁 自 乳 杯 排 出, 當 乳 杯 橡 皮 忽 然 地 成 為 完 全 閉 合, 乳 汁 急 速 地 自 乳 杯 排 出 可 能 導 致 低 壓 強 烈 地 上 升 當 脈 動 室 重 新 將 空 氣 排 除, 輸 送 中 的 乳 汁 如 同 活 塞 在 乳 杯 內 產 生 很 高 的 低 壓, 乳 杯 低 壓 將 會 增 加, 這 種 改 變, 視 脈 動 周 期 之 長 短 而 導 引 乳 汁 流 出 的 增 加

前 述 乳 杯 內 低 壓 周 期 性 之 起 伏, 說 明 在 一 個 脈 動 周 期 當 乳 杯 充 滿 乳 汁 而 阻 隔 所 有 之 通 道 時, 所 發 生 一 連 串 複 雜 的 情 況 當 集 乳 座 或 小 乳 管 中 無 氣 孔 時, 乳 杯 多 半 會 溢 滿 乳 汁, 原 有 之 空 氣 及 自 乳 頭 漏 進 之 空 氣, 很 容 易 進 入 乳 汁 內 並 一 齊 移 走, 以 這 種 方 式 在 系 統 中 消 失 之 空 氣, 只 有 乳 汁 可 以 替 代 集 乳 座 之 氣 孔 主 要 的 作 用 是, 減 少 乳 汁 回 流 到 乳 杯 之 量, 如 此 可 以 大 大 地 減 少 乳 杯 內 低 壓 周 期 性 地 起 伏 從 ( 圖 3-28b) 與 (3-28c) 之 比 較 可 以 看 到 若 乳 杯 之 乳 流 非 常 順 暢 ( 即 大 口 徑 的 乳 管 - 路 到 集 乳 罐 ), 在 出 乳 快 速 之 牛 隻, 乳 杯 低 壓 周 期 性 之 起 伏 一 般 均 小 於 10Kpa(3 吋 汞 柱 ) ( 四 ) 水 力 擠 乳 本 世 紀 長 期 以 來 大 家 都 認 為, 要 保 持 有 效 率 的 擠 乳 機, 每 一 個 脈 動 周 期 其 乳 杯 橡 皮 必 須 完 全 張 開 或 完 全 閉 合 但 到 了 1985 年 後, 認 為 並 非 一 定 要 如 此 當 單 向 閥 裝 設 在 乳 杯 與 集 乳 座 間, 而 沒 有 外 面 的 空 氣 被 引 入 集 乳 座, 通 常 讓 乳 杯 橡 皮 張 開 的 空 氣 不 得 經 由 集 乳 座 到 乳 杯, 因 此, 每 一 脈 動 周 期 乳 杯 橡 皮 並 沒 有 完 全 張 開, 通 常 維 持 與 乳 頭 接 觸 的 閉 合 狀 態 乳 杯 橡 皮 在 這 種 有 限 的 運 動 及 沒 有 空 氣 引 入 的 狀 況 下, 擠 乳 時 乳 杯 橡 皮 及 小 乳 管 內 充 滿 了 乳 汁, 由 於 傳 導 壓 力 到 乳 頭 是 透 過 液 體 ( 即 乳 汁 ) 之 緣 故, 這 種 嶄 新 的 擠 乳 系 統 稱 為 水 力 擠 乳 當 使 用 單 向 閥 來 達 到 水 力 擠 乳 時, 在 名 義 上 稱 為 張 開 的 乳 杯 橡 皮 內 的 低 壓 力 是 5-25KPa(1.5 吋 汞 柱 ) 較 系 統 之 低 壓 在 這 種 方 式 下, 使 乳 杯 低 壓 升 高 的 原 動 力 是 來 自 貯 存 於 乳 杯 橡 皮 內, 當 前 一 脈 動 的 閉 合 期, 乳 杯 橡 皮 為 恢 復 其 原 來 的 張 開 狀 態, 橡 皮 壁 幫 助 拉 出 較 高 的 低 壓, 這 種 現 象, 如 同 實 驗 室 通 常 使 用 的 試 管 注 入 器 上 端 的 球 狀 橡 皮 頭 一 樣 的 動 作 裝 設 單 向 閥 時, 乳 杯 內 低 壓 周 期 性 起 伏 之 脈 動 超 過 兩 倍, 這 種 增 加 是 水 力 擠 乳 無 可 避 免 的, 如 圖 3-29 所 測 定 資 料 若 沒 有 空 氣 自 單 向 閥 或 乳 杯 嘴 進 入 乳 杯 內, 那 麼 緩 和 乳 杯 內 升 起 的 低 壓 只 有 靠 從 乳 頭 流 出 的 乳 汁 ( 圖 3-29a) 從 單 向 閥 的 下 方, 空 氣 自 集 乳 座 進 入 集

乳 杯 內, 抑 制 ( 減 輕 ) 周 期 性 低 壓 變 動 ( 圖 3-29b) 但 是 低 壓 的 起 伏 仍 然 遠 大 於 傳 統 的 乳 杯 串 ( 圖 3-29c) 當 擠 乳 近 尾 聲 乳 流 停 止, 乳 杯 在 乳 頭 維 持 閉 合, 乳 頭 深 深 地 被 吸 入 乳 杯 橡 皮, 或 乳 杯 橡 皮 以 較 高 之 張 力 作 用 於 乳 杯 時, 致 空 氣 不 得 由 乳 杯 嘴 漏 入, 乳 杯 內 最 高 低 壓 約 在 60KPa 或 18 吋 汞 柱 ( 圖 3-29c) 當 乳 頭 深 深 地 被 吸 入 乳 杯 內 或 乳 杯 橡 皮 以 較 高 的 張 力 裝 於 乳 杯 殼 時, 低 壓 力 會 增 加 10KPa 或 3 吋 汞 柱 將 乳 管 之 低 壓 調 降 到 低 於 脈 動 室 低 壓 時, 對 乳 杯 周 期 性 低 壓 變 動 的 幅 度 影 響 有 限,( 圖 3-29d) 很 明 顯 地, 乳 杯 內 低 壓 幾 乎 隨 著 脈 動 室 低 壓 變 動 脈 動 數 及 脈 動 吸 鬆 比 會 影 響 乳 杯 低 壓 周 期 性 變 動 之 幅 度 當 前 一 脈 動 周 期 乳 杯 橡 皮 有 時 間 可 以 較 完 全 地 閉 合 時, 到 下 一 脈 動 周 期 乳 杯 內 低 壓 隨 著 乳 杯 試 圖 張 開 而 增 強 (a) 集 乳 座 無 入 氣 孔 擠 乳 低 壓 50kPa 擠 乳 速 率 <5 公 斤 / 分 (b) 集 乳 座 無 入 氣 孔 擠 乳 低 壓 50kPa 擠 乳 速 率 <5 公 斤 / 分 (c) 集 乳 座 無 入 氣 孔 擠 乳 低 壓 50kPa 擠 乳 速 率 <0.2 公 斤 / 分 (d) 集 乳 座 有 入 氣 孔 擠 乳 低 壓 42kPa 擠 乳 速 率 <5 公 斤 / 分

圖 3-29 於 水 力 擠 乳 期 間 使 用 多 功 能 閥 之 集 乳 座, 記 錄 乳 杯 低 壓 ( 細 線 ) 及 脈 動 室 低 壓 ( 粗 線 )(Machine Milking and Lactation 原 圖 ) 十 四 乳 頭 對 乳 杯 所 施 壓 力 之 反 應 ( 一 ) 在 乳 杯 張 開 時 的 乳 頭 這 節 所 使 用 的 緊 迫 及 拉 緊 之 定 義 緊 迫 是 每 單 位 面 積 所 受 之 力 量 拉 緊 為 每 單 位 長 度 的 擴 張, 生 物 組 織 能 彈 性 地 伸 展 或 因 展 開 而 變 長 緊 迫 與 拉 緊 發 生 在 三 度 空 間 : 縱 的 為 乳 頭 之 長 軸 半 徑 與 長 軸 成 90 度 之 任 何 線 圓 週 為 從 軸 環 的 任 何 線, 如 輪 胎 在 輪 子 上 1. 乳 杯 低 壓 所 形 成 的 壓 力 乳 頭 在 張 開 的 乳 杯 如 同 活 塞 在 汽 缸 中, 低 壓 使 乳 頭 被 吸 入 乳 杯 更 深 處, 吸 入 乳 杯 之 深 度 是 依 低 壓 度 及 乳 頭 周 圍 皮 膚 與 乳 杯 橡 皮 接 觸 面 積 而 有 所 影 響 當 擠 乳 低 壓 在 50Kpa(15 吋 汞 柱 ) 時, 乳 頭 皮 膚 幾 乎 完 全 緊 繃 著, 乳 頭 皮 膚 下 縱 向 的 纖 維 組 織 底 層 完 全 展 開, 它 的 長 度 較 原 來 的 增 加 70%( 伸 展 率 達 0.7), 若 再 伸 展 10% 它 將 會 破 裂 不 可 膨 脹 的 纖 維 層 寬 約 1.5mm, 其 內 緣 與 乳 頭 中 層 混 合 在 一 齊 中 層 則 是 由 許 多 血 管, 富 有 彈 性 的 膠 原 質 及 平 滑 肌 所 組 成, 不 像 外 面 之 纖 維 層, 中 層 可 以 達 到 很 大 的 變 形 乳 頭 在 23 毫 米 (0.9 吋 ) 口 徑 的 乳 杯 橡 皮 及 在 50KPa(15 吋 汞 柱 ) 的 真 空 壓 下 擠 乳, 乳 頭 皮 膚 及 纖 維 層 縱 向 所 產 生 的 拉 力 約 為 200KPa(60 吋 汞 柱 ) 從 ( 圖 3-30) 可 見,200KPa 所 造 成 的 伸 展 率 大 約 為 0.65 然 而, 這 並 非 表 示 乳 頭 皮 膚 將 增 加 65% 的 長 度 擠 乳 時 大 部 分 的 乳 頭 可 以 擴 張 50% 1. 擠 乳 間 隔 期 間 乳 房 內 壓 上 升, 乳 頭 擴 展 一 點, 壓 力 與 乳 房 內 壓 相 等 2. 擠 乳 低 壓 所 產 生 縱 向 拉 力, 擠 乳 時 乳 頭 伸 長 是 乳 頭 擠 乳 前 後 長 度 的 差 異

3. 乳 頭 皮 膚 縱 向 壓 力, 幾 乎 完 全 由 皮 膚 及 下 層 的 纖 維 層 所 承 受, 有 彈 性 及 伸 展 性 良 好 的 中 層 及 內 層 受 到 堅 韌 伸 展 性 不 良 的 皮 膚 及 纖 維 層 所 保 護 圖 3-30 係 切 下 的 乳 頭 縱 向 皮 膚 壓 力 與 拉 力 曲 線 (Machine Milking and Lactation 原 圖 )

縱 向 及 周 圍 壓 力 的 影 響, 成 直 角 作 用 到 乳 頭 尖 端, 真 空 壓 力 在 50KPa (15 吋 汞 柱 ) 時, 兩 邊 的 拉 力 約 為 0.65 的 50%( 約 0.33), 因 此 乳 頭 尖 端 之 直 徑 增 加 約 33% 2. 壓 力 造 成 乳 頭 溝 張 開 乳 頭 溝 是 一 個 必 需 受 到 壓 差 的 反 應 而 擴 張 的 組 織 在 乳 杯 橡 皮 內 對 乳 頭 皮 膚 的 伸 展 力, 使 乳 頭 溝 周 圍 的 組 織 產 生 拉 力, 當 擠 乳 低 壓 所 產 生 的 力 量 將 乳 頭 溝 拉 開, 乳 頭 尖 端 張 開 及 膨 脹 的 力 量 超 過 乳 頭 尖 端 生 理 上 自 然 緊 閉 的 力 量, 達 到 增 加 乳 頭 尖 端 直 徑 的 30~35% 時, 就 可 將 乳 頭 溝 完 全 張 開 圖 3.31 乳 頭 溝 橫 切 面 簡 圖 (Machine Milking and Lactation 原 圖 ) 雖 然 乳 頭 深 入 乳 杯 內 之 深 度, 對 乳 頭 皮 膚 及 乳 頭 尖 端 纖 維 組 織 層 的 縱 向 拉 力 無 影 響 但 它 明 顯 地 影 響 中 層 及 內 層 縱 向 的 拉 力, 中 層 及 內 層 的 組 織 是 高 度 地 富 有 彈 性 及 伸 展 性, 因 此 乳 頭 伸 入 乳 杯 仍 淺 的 時 候, 組 織 縱 向 的 拉 力 很 小 在 擠 乳 早 期 乳 頭 有 時 可 能 移 入 乳 杯 較 深 處, 這 會 造 成 乳 汁 流 速 突 然 增 加 ( 圖 3-22b) 當 乳 頭 移 入 乳 杯 較 深 處 時, 乳 頭 皮 膚 被 張 開 的 長 度 較 大, 因 此 中 層 及 內 層 組 織 較 有 效 地 被 展 開, 中 層 及 內 層 組 織 縱 向 拉 力 增 加 的 結 果, 乳 頭 溝 完 全 地 被 拉 開, 故 流 速 突 然 增 加 3. 乳 頭 溝 中 之 牛 乳 流 速 因 為 乳 頭 腔 內 的 壓 力 較 乳 頭 下 之 乳 杯 橡 皮 內 之 氣 壓 ( 擠 乳 低 壓 ) 高, 乳 汁 自 乳 頭 腔 經 過 乳 頭 溝 流 出 由 流 量 及 流 速 同 時 測 定 顯 示, 擠 乳 最 高 流 量 期, 乳 頭 溝 直 徑 有 效 的 張 開 約 2 毫 米 (0.08 吋 )

最 高 流 量 期 間, 主 要 影 響 乳 汁 流 速 的 因 素, 為 乳 頭 溝 的 直 徑 及 存 在 於 乳 頭 溝 間 的 壓 差 將 低 壓 從 50 降 到 40Kpa(15 到 20 吋 汞 柱 ), 即 降 低 20%, 減 少 平 均 流 量 約 15%, 這 種 擠 乳 速 率 的 下 降 主 要 是 由 於 乳 汁 經 過 張 開 的 乳 頭 溝 的 流 速 降 低 所 致 從 8.5 米 / 秒 在 50KPa 時 到 7.5 米 / 秒 在 40KPa 時 ( 從 28 英 尺 / 秒 到 25 英 尺 / 秒 ), 在 此 一 範 圍 的 低 壓 下, 乳 頭 溝 的 有 效 直 徑 沒 多 大 變 化, 當 低 壓 在 40KPa(12 吋 汞 柱 ) 時 乳 頭 溝 幾 乎 是 完 全 張 開 的 ( 二 ) 在 閉 合 乳 杯 橡 皮 內 乳 頭 受 到 乳 杯 橡 皮 閉 合 之 力 量, 乳 頭 尖 端 受 擠 壓 使 乳 頭 溝 關 閉 閉 合 的 乳 杯 橡 皮 施 予 乳 頭 尖 端 比 大 氣 壓 高 的 壓 力, 乳 頭 因 受 到 的 壓 力 而 壓 縮 以 施 予 的 壓 力 乘 受 壓 之 面 積, 可 以 計 算 所 施 之 壓 力 的 大 小 1. 產 生 在 乳 頭 尖 端 之 壓 縮 力 當 每 一 個 脈 動 周 期, 乳 杯 橡 皮 在 乳 頭 尖 端 周 圍 彎 曲 時, 在 乳 頭 尖 端 下 方 與 閉 合 的 乳 杯 橡 皮 間 經 常 會 有 一 小 面 積 的 空 氣 造 成 乳 杯 橡 皮 末 端 沒 有 完 全 折 疊 這 與 低 壓 之 供 應 有 關, 可 從 圖 3-25 X 光 圖 片 1 ( 圖 3-34 X 光 圖 片 44) 看 到 小 容 積 之 空 氣, 這 是 瞭 解 施 予 乳 頭 尖 端 壓 力 來 源 及 壓 力 大 小 的 關 鍵 所 產 生 總 壓 力 的 大 小, 主 要 是 從 空 氣 面 積 之 大 小 及 乳 杯 橡 皮 與 乳 杯 殼 之 間 的 壓 力 差 來 決 定 增 加 乳 杯 橡 皮 的 拉, 使 乳 杯 橡 皮 不 容 易 在 乳 頭 尖 端 周 圍 彎 曲 結 果, 空 氣 的 面 積 較 大, 施 予 之 壓 力 差 相 對 地 也 較 高 2. 壓 力 負 荷 之 評 估 擠 乳 時 乳 杯 橡 皮 於 乳 頭 周 圍 之 形 狀 可 從 X 光 照 片 中 描 繪 出 來

圖 3.32 閉 合 的 乳 杯 橡 皮 沿 著 乳 頭 尖 端 彎 曲 之 斷 面 簡 圖 (Machine Milking and Lactation 原 圖 ) 乳 頭 尖 端 下 方, 乳 杯 橡 皮 彎 曲 之 圖 形, 是 由 於 此 一 區 域 乳 杯 橡 皮 內 外 壓 差 的 結 果, 因 為 乳 頭 下 方 之 低 壓 已 知 道 ( 乳 杯 低 壓 ) 所 以, 我 們 可 以 估 算 造 成 乳 杯 橡 皮 在 乳 頭 尖 端 彎 曲, 所 需 作 用 於 乳 頭 之 壓 力 上 述 乳 杯 橡 皮 施 予 乳 頭 尖 端 之 壓 力 (p) 可 由 比 較 乳 杯 橡 皮 沿 乳 頭 彎 曲 之 周 圍 及 下 方 縱 的 曲 線 半 徑 之 比 率 來 計 算 從 圖 3-32 pr=pr 即 是 :p=p r/r KPa 若 P=50KPa, 則 p=50 r/r KPa R= 乳 頭 周 圍 乳 杯 橡 皮 曲 線 的 半 徑 ( 毫 米 ) p= 乳 杯 橡 皮 與 乳 頭 間 ( 高 於 大 氣 壓 KPa) 之 壓 力 r= 乳 頭 下 方 乳 杯 橡 皮 曲 線 之 半 徑 ( 毫 米 ) P= 乳 頭 下 方 乳 杯 橡 皮 內 外 壓 力 差 (KPa) 在 薄 而 軟 的 乳 杯 橡 皮 乳 頭 之 X 光 圖 片, 乳 杯 橡 皮 之 比 率 也 許 是 1:15(r:R) 如 X 光 圖 3.34 之 (47), 顯 示 壓 力 之 負 荷 只 有 3 或 4KPa(1 吋 汞 柱 ) 相 反 地, 厚 的 乳 杯 橡 皮 在 高 的 拉 力 下, 其 比 率 可 能 達 1:2 如 圖 3-25 之 相 片 (1), 顯 示 壓 力 之 負 荷 約 為 25KPa(7.5 吋 汞 柱 ) 在 擠 乳 低 壓 50KPa(15 吋 汞 柱 時 ) 一 般 市 面 廣 被 使 用 的 的 乳 杯 橡 皮,r:R 比 被 限 定 在 1:5, 因 此 這 些 乳 杯 所 施 予 乳 頭 的 壓 力, 將 大 約 高 於 大 氣 壓 力 之 10KPa (3 吋 汞 柱 ) 3. 影 響 乳 頭 上 之 壓 力 圖 3-33 以 圖 形 來 描 述 乳 杯 低 壓 及 乳 杯 橡 皮 閉 合 乳 頭 尖 端 之 形 狀 及 大

小 所 受 之 影 響 圖 3-33 乳 杯 橡 皮 內 的 乳 頭 尖 端, 乳 頭 孔 上 方 5 毫 米 之 橫 切 面 圖 tc= 乳 頭 溝 : bv= 血 管 :t= 乳 頭 尖 端 :1= 乳 杯 橡 皮 (Machine Milking and Lactation 原 圖 ) (a) 乳 杯 低 壓 及 脈 動 室 低 壓 於 大 氣 壓 力 下, 乳 頭 尖 端 沒 膨 脹, 乳 頭 溝 摺 折 及 關 閉 (b) 乳 杯 低 壓 及 脈 動 室 低 壓 在 20KPa 時, 乳 頭 尖 端 膨 脹 乳 頭 溝 皺 摺 及 關 閉 (c) 乳 杯 低 壓 >20KPa, 乳 杯 橡 皮 在 乳 頭 尖 端 有 效 地 閉 合 彎 曲 及 關 閉 膨 脹 的 乳 頭 溝, 因 此 而 防 止 乳 頭 尖 端 繼 續 腫 (d) 乳 杯 低 壓 >20KPa, 脈 動 室 在 大 氣 壓 力 下 乳 杯 低 壓 力 之 產 生 使 乳 頭 尖 端 之 直 徑 增 加, 乳 頭 尖 端 內 之 血 管 也 受 到 膨 張 之 壓 力 而 開 始 充 血 ( 圖 3-33) 當 乳 杯 橡 皮 開 始 閉 合, 膨 漲 的 乳 頭 尖 端 是 扭 曲 的, 乳 流 持 續 從 膨 漲 而 扭 曲 的 乳 頭 溝 流 出, 直 到 壓 差 足 以 將 它 關 閉 ( 圖 3-33c) 隨 之, 乳 杯 橡 皮 內 外 之 壓 力 差 再 增 加, 等 於 在 靜 脈 血 管 施 壓 致 使 乳 頭 尖 端 之 血 管 容 量 減 少 ( 圖 3-33d) ( 三 ) 影 響 乳 流 速 率 之 因 素 : 資 料 來 自 X 光 研 究 圖 3-34 顯 示 一 系 列 的 X 光 素 描 圖, 它 是 在 不 同 的 擠 乳 階 段 成 對 製 作 X 光 圖, 先 製 作 乳 杯 閉 合 期, 經 過 若 干 脈 動 周 期 後 再 製 作 乳 杯 舒 張 期, 單 數 的 X 光 圖 為 乳 杯 舒 張 期, 在 擠 乳 進 行 中 很 明 顯 地 呈 現, 乳 頭 外 觀 及 乳 流 之 改 變 此 試 驗 使 用 矽 膠 乳 杯 橡 皮 在 X 光 片 (43) 很 明 顯 地 看 出 乳 杯 橡 皮, 受 到 乳 頭 自 其 內 部 表 面 的 壓 力 而 使 乳 杯 橡 皮 明 顯 地 擴 大 如 乳 頭 皮 膚 ( 乳 頭 壁 ) 是 薄 的, 相 對 的 乳 頭 溝 之 容 量 較 大 且 寬 廣 的 連 接 到 乳 池, 乳 流 從 乳 頭 溝 大 量 地 流 出, 此 時 乳 嘴 之 低 壓 很 低 清 楚 顯 示 乳 汁 從 乳 頭 流 出 之 速 率, 與 乳 頭 溝 生 理 上 的 大 小 及 低 壓 力 差 有 關, 這 與 觀 察 不 同 牛 隻, 乳 頭 溝 之 大 小 為 影 響 最 高 出 乳 速 率 為 主 要

原 因 之 結 果 一 致 X 光 片 (45), 是 在 乳 流 速 開 始 下 降 後 第 8 個 脈 動 週 期 所 拍 攝 的, 所 有 的 特 性 已 經 改 變, 乳 杯 橡 皮 看 起 來 很 少 膨 脹,( 顯 示 乳 頭 施 予 它 的 壓 力 很 小 ), 乳 流 速 率 變 低 乳 頭 腔 之 容 量 也 減 少 很 多, 因 為 接 到 乳 池 之 通 道 受 到 阻 礙, 造 成 乳 頭 腔 之 壓 力 下 降 而 致 流 速 降 低 乳 頭 及 乳 杯 橡 皮 擴 張 緩 和, 乳 頭 與 乳 杯 橡 間 之 摩 擦 減 少 ( 乳 頭 已 移 入 約 20 豪 米 或 0.8 吋, 如 乳 頭 及 乳 杯 橡 皮 所 作 之 記 號 所 示 ), 流 入 乳 頭 之 空 氣 阻 力 也 較 小, 造 成 乳 杯 嘴 之 低 壓 上 升 其 後 的 兩 個 階 段, 乳 頭 外 觀 的 變 化 很 小, 而 乳 頭 皮 膚 則 繼 續 變 厚, 使 乳 頭 腔 變 小, 與 乳 頭 相 連 的 乳 池 通 道 也 縮 小 1. 達 到 最 高 流 速 後 乳 流 下 降 之 原 因 由 於 乳 房 內 壓 降 低, 乳 流 速 度 在 達 到 最 高 的 流 量 後 則 急 速 下 降, 乳 房 內 壓 隨 著 流 量 期 之 結 束, 乳 汁 被 移 出 而 達 到 一 個 臨 界 值, 臨 界 點 發 生 於 乳 房 內 壓 與 乳 頭 基 部 靜 脈 血 管 壓 力 相 等 時 實 際 上, 此 一 壓 力 大 約 等 於 大 氣 壓 力 圖 3-34 以 X 光 攝 影 追 蹤 擠 乳 的 四 個 階 段, 每 段 攝 取 兩 張, 乳 頭 左 邊 的 記 號 為 擠 乳 前 原 來 的 10 毫 米 距 離 之 記 號, 乳 杯 橡 皮 左 邊 是 每 10 毫 米 距 離 的 記 號 及 乳

杯 橡 皮 嘴 室 之 低 壓 左 邊 為 正 準 備 擠 乳 時, 乳 頭 在 乳 杯 的 深 度, 乳 頭 皮 膚 之 厚 度 以 及 乳 杯 橡 皮 嘴 內 室 之 低 壓 均 與 右 邊 有 明 顯 之 不 同 (Machine Milking and Lactation 原 圖 ) X 光 片 (44) 之 乳 房 內 壓 相 當 接 近 於 大 氣 壓, 乳 流 量 改 變 是 從 乳 杯 上 方 乳 頭 基 部 與 乳 池 之 間 開 始,X 光 片 (44) 之 乳 杯 上 方 之 乳 頭 較 X 光 片 (42) 顯 得 兩 邊 比 較 平 行, 同 時 乳 頭 之 皮 膚 也 較 厚, 兩 者 之 變 化 使 得 乳 房 與 乳 頭 腔 之 連 接 口 慢 慢 變 小, 乳 流 因 此 下 降 當 排 乳 發 生, 乳 房 內 壓 上 升 使 靜 脈 血 管 部 份 呈 閉 合 狀, 由 於 乳 頭 腔 及 乳 池 粘 膜 層 之 靜 脈 血 管 呈 閉 合 的 緣 故, 乳 頭 皮 膚 及 上 層 組 織 之 伸 展 性 很 好, 它 們 可 以 很 容 易 膨 脹 當 乳 房 內 壓 下 降, 血 管 開 始 恢 復 其 原 形, 血 管 橫 切 面 變 得 更 圓, 開 始 將 乳 頭 基 部 乳 頭 環 狀 組 織 封 閉 最 高 流 量 之 結 束, 並 非 因 為 乳 房 內 剩 餘 乳 汁 量 之 多 少 所 造 成, 一 旦 乳 房 內 壓 下 降 到 差 不 多 等 於 大 氣 壓 時, 限 制 乳 流 量 之 因 素 為 乳 汁 從 乳 房 之 乳 管 系 統 流 入 乳 池 然 後 再 流 入 乳 頭 腔 之 流 量 所 決 定 在 連 續 的 5-10 個 脈 動 周 期 之 後, 主 要 由 於 血 管 恢 復 其 膨 脹 狀 態, 以 致 乳 頭 腔 上 方 之 環 狀 組 織 關 閉 而 結 束 最 高 乳 流 量, 這 一 階 段 之 順 序 包 括 : (1) 在 乳 杯 嘴 室 低 壓 紀 錄 裡 通 常 出 現 小 的 起 伏 (2) 乳 杯 嘴 腔 低 壓 之 上 升, 乳 杯 嘴 室 周 期 性 低 壓 之 起 伏 加 大, 同 時 乳 頭 腔 內 突 然 出 現 低 壓 (3) 乳 杯 突 然 上 移 或 下 滑 或 是 開 始 時 有 空 氣 自 乳 杯 嘴 吸 入 而 呱 呱 作 響 (4) 乳 頭 皮 膚 開 始 明 顯 地 膨 脹 而 變 厚 2. 自 最 高 流 量 轉 變 為 低 流 量 時 乳 頭 腔 及 乳 杯 嘴 室 之 低 壓 乳 杯 嘴 室 低 壓 之 開 始 起 伏, 是 最 高 乳 流 量 將 結 束 的 信 號, 當 乳 杯 橡 皮 張 開, 因 部 份 通 往 乳 頭 腔 之 通 道 被 關 閉 而 造 成 乳 杯 嘴 室 容 量 短 暫 增 加 的 反 應, 在 最 高 流 量 期 結 束 時, 乳 頭 腔 無 法 像 乳 杯 橡 皮 張 開 之 速 度 充 填 乳 汁, 結 果 因 為 乳 杯 橡 皮 與 乳 頭 皮 膚 之 磨 擦 減 少, 導 致 乳 杯 下 滑 或 上 爬 乳 頭 腔 壓 隨 著 乳 池 內 壓 上 升 直 到 擠 乳 之 最 高 乳 流 量 結 束, 這 是 一 個 突

然 的 變 化 每 一 脈 動 周 期 當 脈 動 室 之 空 氣 被 吸 出, 乳 頭 腔 呈 現 低 壓, 乳 頭 腔 壓 隨 著 脈 動 室 低 壓 之 周 期 變 化 昇 高 或 下 降, 可 達 脈 動 室 最 高 壓 之 50-75 % 當 乳 池 到 乳 頭 腔 之 通 道 受 到 乳 杯 嘴 周 圍 乳 頭 組 織 之 阻 礙 ( 或 完 全 阻 斷 ) 時, 乳 頭 腔 之 壓 力 急 速 下 降, 乳 頭 腔 壓 下 降 是 因 為 部 份 的 乳 汁 經 由 乳 頭 溝 被 吸 出, 結 果 乳 頭 腔 之 容 積 稍 微 縮 小, 乳 頭 皮 膚 不 再 緊 繃 著 一 般 認 為 乳 頭 腔 低 壓 是 低 壓 透 過 乳 頭 溝 延 伸 結 果, 這 是 不 正 確 的 乳 頭 皮 膚 之 作 用 如 同 塑 膠 袋 裝 滿 液 體, 皮 膚 越 是 沒 繃 緊, 乳 頭 腔 之 壓 力 越 是 與 乳 杯 內 乳 頭 周 圍 的 壓 力 相 近 當 乳 杯 橡 皮 閉 合, 主 要 的 影 響 為 乳 杯 嘴 低 壓 及 ( 或 ) 是 脈 動 室 之 壓 力 當 乳 杯 橡 皮 張 開, 主 要 影 響 為 乳 杯 嘴 低 壓 及 ( 或 ) 是 乳 杯 低 壓, 在 各 種 機 械 狀 態 下 同 時 記 錄 乳 頭 腔 及 乳 杯 內 特 定 部 位 之 壓 力, 測 定 其 間 之 相 互 關 係, 顯 示 乳 頭 腔 低 壓 與 乳 杯 嘴 室 內 低 壓 非 常 相 似 擠 乳 中 低 流 量 期, 兩 邊 的 壓 力 是 互 相 依 賴 的, 乳 杯 嘴 低 壓 上 升 的 特 性, 與 牛 乳 流 量 突 然 下 降 及 與 乳 頭 增 加 深 入 乳 杯 之 深 度 相 符, 這 是 由 於 從 乳 池 自 由 流 動 到 乳 頭 腔 之 牛 乳 受 到 阻 礙 的 一 種 變 化 康 乃 爾 大 學 研 究 乳 杯 取 下 時, 乳 頭 逆 向 壓 力 之 形 成, 當 將 集 乳 座 上 的 低 壓 關 閉, 乳 杯 從 乳 頭 開 始 滑 下 時, 因 為 乳 杯 嘴 向 上 移 至 使 乳 杯 嘴 室 容 積 增 加 而 乳 杯 嘴 室 之 低 壓 短 暫 的 升 高 倘 若 這 時 乳 池 到 乳 頭 腔 之 通 道 仍 然 不 通, 則 乳 頭 腔 之 低 壓 可 能 短 暫 地 超 過 正 在 衰 減 中 的 乳 杯 低 壓, 尤 其 是 乳 杯 滑 下 時 乳 杯 橡 皮 壁 與 乳 頭 尖 端 之 間 有 摩 擦 力, 當 乳 杯 自 乳 頭 取 下, 乳 頭 腔 低 壓 立 即 消 失, 因 為 乳 池 通 往 乳 頭 腔 之 通 道 又 開 啟 3. 乳 杯 橡 皮 與 乳 頭 間 的 摩 擦 力 在 很 穩 定 的 壓 力 狀 態 下 測 定 乳 頭 與 乳 杯 橡 皮 間 的 摩 擦 係 數 (μ ) 顯 示 乳 杯 橡 皮 的 摩 擦 特 性 有 很 大 的 差 別 測 定 乳 頭 及 乳 杯 橡 皮 之 摩 擦 係 數 μ =0.2-1.9 之 範 圍 時, 大 部 份 乳 杯 掉 落 之 係 數 在 0.5 及 1.0 之 間 例 如 輪 胎 與 一 般 路 面 之 摩 擦 係 數 μ =0.5, 但 在 潮 濕 的 路 面 其 摩 擦 係 數 可 能 只 有 0.2 乳 頭 與 乳 杯 橡 皮 間 之 摩 擦 係 數, 因 一 般 固 體 彈 性 的 摩 擦 習 性 而 異, 也 就 是 說, 摩 擦 係 數 主 要 與 附 著 力 及 部 份 形 狀 之 改 變 有 關 當 乳 頭 軟 組 織 的 表 面 與 比 它 硬 的 乳 杯 橡 皮 貼 合 在 一 起 時, 乳 頭 與 乳 杯 橡 皮 周 圍 之 摩 擦 力 增

加, 因 此 增 加 實 際 的 接 觸 面 積, 在 乳 杯 剛 套 上 的 瞬 間, 乳 杯 比 較 不 容 易 下 滑 或 掉 落 然 而 在 最 大 的 乳 流 量 期 開 始 結 束 時, 當 乳 杯 橡 皮 張 開 乳 頭 與 乳 杯 間 的 摩 擦 力 突 然 間 下 降, 通 常 會 沒 有 足 夠 的 力 量 阻 止 乳 杯 往 上 爬 或 下 滑 最 大 流 量 期 的 結 束 乳 頭 腔 壓 下 降 時, 乳 頭 腔 皮 膚 與 乳 杯 橡 皮 周 圍 水 平 的 摩 擦 力 下 降 ; 即 一 旦 乳 頭 腔 呈 現 低 壓 力, 乳 杯 嘴 唇 則 變 為 摩 擦 力 主 要 的 部 位 當 低 流 量, 乳 杯 閉 合 時, 乳 杯 嘴 唇 將 該 處 的 壓 力 施 予 乳 頭 皮 膚, 因 此 幫 助 該 部 位 液 體 之 移 動 在 下 一 脈 動 周 期 當 乳 杯 橡 皮 張 開, 因 乳 杯 嘴 低 壓 上 升 乳 杯 嘴 往 下 彎 曲, 受 到 彎 曲 的 乳 杯 嘴 唇 其 直 徑 稍 微 變 大, 在 這 種 情 況 下 乳 池 與 乳 頭 腔 緊 縮 的 通 道 會 有 部 份 的 再 打 開 以 便 使 乳 汁 流 下 4. 機 械 收 取 殘 乳 X 光 圖 3-34 顯 示, 使 用 機 械 收 奶 尾 的 乳 杯 與 X 光 片 (46) 及 (47), 當 額 外 的 重 量 施 加 予 乳 杯 來 收 取 殘 乳, 乳 流 立 即 從 乳 頭 重 新 流 出, 收 取 殘 乳 時 額 外 施 予 之 重 量, 幫 助 將 乳 頭 基 部 的 組 織 再 張 開, 將 該 區 域 的 組 織 張 開 造 成 局 部 的 暫 時 的 將 乳 池 的 通 道 重 新 開 啟 最 後 乳 房 內 壓 下 降 使 得 靜 脈 血 管 再 次 膨 脹 而 將 乳 汁 的 通 道 封 閉 以 壓 力 來 控 制 乳 汁 之 停 止 流 出, 是 為 了 保 護 乳 房 嬌 弱 的 泌 乳 腺 體 不 致 因 體 積 或 壓 力 過 份 的 改 變 而 受 到 傷 害 5. 乳 頭 膨 脹 及 水 腫 腫 脹 是 水 腫 的 前 兆, 擠 乳 低 壓 造 成 乳 頭 皮 膚 緊 繃 而 誘 使 膨 脹 ; (1) 血 管 ( 即 使 乳 頭 變 為 腫 脹 ) (2) 血 管 組 織 週 圍 之 可 擴 張 的 區 域, 例 如 淋 巴 管 及 特 別 的 細 胞 組 織 區 域, 這 種 腫 脹 是 由 於 血 管 流 到 特 別 的 細 胞 組 織 之 液 體 總 量 增 加 之 緣 故 ( 組 織 變 為 水 腫 ), 水 腫 的 程 度 及 持 續 時 間, 視 擠 乳 之 狀 況 及 擠 乳 持 續 期 間 圖 3-34 X 光 片 (42) 及 (44) 顯 示, 乳 頭 皮 膚 變 厚 不 是 出 現 在 擠 乳 最 高 流 量 期 間, 而 是 在 最 高 乳 流 開 始 下 降 及 結 束 期 前, 此 後 乳 頭 腔 之 容 積 大 約 維 持 不 變 但 當 乳 頭 組 織 之 容 量 增 加 時, 乳 頭 腔 之 容 積 則 減 少 腫 脹 的 程 度 是 以 乳 頭 組 織 容 積 增 加 的 百 分 率 來 計 算, 與 X 光 片 (43) 比 較,X 光 片 (45) 中 之 組 織 容 積 增 加 了 20%,X 光 片 (47) 中 增 加 45%,X 光 片 (49) 增 加 50%,

這 種 變 化, 似 乎 是 由 於 流 入 乳 頭 之 乳 汁 開 始 受 到 阻 礙, 乳 頭 皮 膚 之 血 壓 大 大 的 高 於 乳 頭 腔 之 乳 壓 時 而 產 生 的, 因 此, 在 低 流 量 期 乳 頭 皮 膚 明 顯 的 增 厚 從 另 一 項 X 光 圖 片 的 研 究 中 指 出, 從 擠 乳 開 始 到 擠 乳 之 中 期 ( 最 高 流 量 期 ), 乳 頭 皮 膚 之 厚 度 只 有 增 加 3%, 其 後 於 低 流 量 期 增 加 10%, 另 外 10% 是 在 過 度 擠 乳 時 發 生 在 每 次 擠 乳 中, 乳 頭 皮 膚 腫 脹 與 水 腫 反 應 到 乳 頭 皮 膚 之 厚 度, 總 的 來 說 大 約 增 加 20-30% 十 五 有 關 的 新 知 自 從 1950 年 Ardran, Clough 及 Dodd 等 人 發 展 的 X- 光 電 影 研 究, 乳 杯 的 動 作 已 很 清 楚 地 浮 現 出 來 1960 年 中 期 Witzel 及 McDonald 第 一 位 測 定 乳 頭 腔 及 乳 池 內 低 壓 1970 年 後 期 Thompson 第 一 位 測 定 乳 杯 橡 皮 閉 合 時 所 施 予 乳 頭 之 壓 力, 根 據 很 多 的 研 究 及 現 場 經 驗, 擠 乳 機 影 響 擠 乳 特 性 或 對 乳 頭 之 影 響, 可 以 依 上 述 之 研 究 來 解 釋 或 預 估 ( 一 ) 低 壓 度 最 高 流 量 隨 著 低 壓 的 提 高 而 遂 漸 增 加, 然 而 伴 隨 著 高 低 壓 而 來 的 問 題 為 殘 乳 產 量 顯 著 增 加 ( 即 無 法 於 正 常 擠 乳 將 乳 房 之 乳 汁 完 全 擠 出, 須 依 賴 施 壓 於 乳 杯 等 收 取 殘 乳 之 作 業, 方 可 將 殘 留 於 乳 房 內 之 乳 汁 擠 出 )( 圖 3-35), 同 時 增 加 乳 頭 嘴 表 面 角 化 過 度 症, 並 促 使 機 械 誘 發 的 腫 脹 與 水 腫 更 為 嚴 重 乳 杯 橡 皮 口 徑 及 擠 乳 低 壓, 對 乳 頭 皮 膚 產 生 直 接 的 影 響, 將 擠 乳 低 壓 提 高 至 超 過 50KPa(15 吋 汞 柱 ) 沒 什 麼 好 處, 例 如, 增 加 擠 乳 低 壓 50%, 將 增 加 乳 頭 皮 膚 的 緊 迫 從 200 至 300KPa(40-60 吋 汞 柱 ), 造 成 對 乳 頭 皮 膚 上 皮 細 胞 的 傷 害, 然 而 較 高 的 低 壓 對 增 加 乳 頭 溝 張 開 的 直 徑 的 影 響 有 限, 只 有 0.65 至 0.68 低 配 管 或 桶 式 擠 乳 機, 對 個 別 牛 隻 之 擠 乳 速 率, 高 於 高 配 管 擠 乳 機 最 高 流 量 期, 乳 杯 低 壓 下 降 之 主 要 原 因 為 水 之 壓 力, 低 配 管 低 壓 在 40KPa (12 吋 汞 柱 ) 下 擠 乳, 機 械 所 引 發 的 腫 脹 及 水 腫 較 少

圖 3-35 低 壓 之 大 小 影 響 最 高 乳 流 量 ( 實 線 ) 及 殘 乳 量 ( 虛 線 ) (Machine Milking and Lactation 原 圖 ) 2. 低 壓 的 穩 定 詳 細 比 較 高 和 低 的 周 期 性 低 壓 起 伏, 並 配 合 乳 汁 爬 升 所 造 成 低 壓 力 的 下 降, 顯 示 對 擠 乳 特 性 沒 有 實 質 的 影 響 主 要 關 注 於 低 壓 的 穩 定 對 乳 房 炎 之 影 響, 乳 杯 內 低 壓 起 伏 可 能 直 接 導 致 細 菌 的 侵 入, 乳 杯 以 外 低 壓 起 伏 對 乳 房 炎 比 較 沒 有 影 響 以 下 四 種 方 法, 可 以 減 少 因 低 壓 起 伏 ( 不 穩 定 ) 而 引 發 乳 房 炎 降 低 周 期 性 之 起 伏 集 乳 座 之 氣 孔 明 顯 減 少 低 壓 之 起 伏, 有 了 入 氣 孔 後, 增 加 短 乳 管 之 口 徑 對 降 低 低 壓 之 起 伏 有 很 大 的 助 益 ; 一 旦 增 加 小 乳 管 口 徑 來 降 低 乳 杯 內 與 集 乳 座 之 間 的 壓 差 後, 集 乳 座 之 容 量 則 不 很 重 要 由 於 乳 杯 橡 皮 張 開 與 閉 合 造 成 容 積 的 改 變 而 形 成 周 期 性 的 起 伏, 當 乳 杯 的 脈 動 是 成 對 的 進 行 ( 非 四 個 乳 杯 同 時 進 行 ), 可 減 少 容 積 的 改 變 或 乳 頭 深 入 乳 杯 內, 明 顯 地 降 低 低 壓 的 起 伏

減 少 空 氣 突 然 進 入 乳 杯 以 降 低 低 壓 之 起 伏 例 如 改 善 集 乳 座 的 自 動 斷 氣 閥 或 改 善 乳 杯 橡 皮 之 設 計 以 減 少 乳 杯 之 下 滑 減 少 或 去 除 影 響 重 大 的 低 壓 不 穩 定 例 如 集 乳 座 乳 之 入 口 裝 設 單 向 閥 或 使 用 四 個 分 房 各 自 獨 立 之 集 乳 座 擠 乳 末 期 輕 輕 地 將 乳 杯 取 下 取 下 前 先 將 低 壓 關 閉, 讓 乳 杯 慢 慢 脫 離 乳 頭 是 一 個 很 好 的 方 法 乳 杯 自 動 脫 落 器 確 實 可 以 達 到 此 項 步 驟 ( 三 ) 脈 動 之 特 性 Smith 與 Peterson 最 早 證 明 將 吸 乳 期 延 長 可 以 增 加 擠 乳 速 度 增 加 脈 動 數 也 可 以 增 加 擠 乳 速 度, 雖 然 一 些 結 果 尚 未 有 結 論 在 圖 3-26 已 證 明 各 種 不 同 的 脈 動 比 及 脈 動 數 對 提 高 出 乳 量 之 影 響 試 驗 證 明 將 吸 乳 期 延 長 80%, 因 在 這 麼 寬 的 吸 鬆 比 乳 杯 橡 皮 閉 合 時 在 程 度 上 或 在 時 間 上, 對 乳 頭 施 予 之 壓 力 不 足 造 成 最 高 出 乳 量 之 下 降 脈 動 比 之 設 定, 每 一 脈 動 周 期, 至 少 須 有 15% 或 150 毫 秒 ms 之 時 間 讓 脈 動 室 恢 復 到 大 氣 壓 ( 即 是 乳 杯 橡 皮 閉 合 期 ), 以 幫 助 克 服 擠 乳 低 壓 所 引 起 乳 頭 的 腫 脹 問 題 交 替 脈 動 ( 前 後 或 左 右 乳 杯 交 替 進 行 舒 張 或 閉 合 之 動 作 ) 與 同 步 脈 動, 一 直 是 被 爭 論 的 話 題, 數 以 萬 計 的 牛 隻 使 用 以 上 兩 種 系 統 均 有 很 好 的 結 果 但 經 過 試 驗 研 究 以 及 現 場 的 經 驗, 總 體 而 言 還 是 認 為 以 交 替 式 脈 動 較 為 理 想 ( 四 ) 集 乳 座 之 重 量 增 加 乳 杯 重 量 主 要 為 減 少 積 留 於 乳 房 內 之 殘 乳, 這 種 效 果 如 圖 3-36 顯 示, 乳 杯 有 效 之 重 量 大 約 在 1.5-3.5 公 斤 之 間 然 而 增 加 乳 杯 之 重 量, 伴 隨 而 來 的 是 乳 杯 比 較 容 易 下 滑 或 掉 落 有 些 製 造 廠 將 有 關 的 重 量 放 在 乳 杯 上, 但 有 些 製 造 廠 將 大 部 份 的 重 量 放 在 集 乳 座 上, 當 大 多 將 重 量 放 在 集 乳 座 時, 重 量 之 分 佈 則 高 度 依 賴, 乳 房 之 形 狀 及 長 乳 管 或 長 脈 動 管 對 集 乳 座 位 置 之 影 響, 大 部 分 集 乳 座 的 重 量 均 施 於 前 乳 房, 因 此 大 部 分 重 量 應 放 在 乳 杯 上 較 理 想, 如 此 才 能 將 重 量 平 均 地

分 佈 到 四 個 乳 頭 上 圖 3-36 乳 杯 串 重 量 對 殘 乳 量 之 影 響 (Machine Milking and Lactation 原 圖 ) ( 五 ) 乳 杯 橡 皮 之 設 計 許 多 研 究 指 出, 乳 杯 橡 皮 之 設 計, 較 擠 乳 機 任 何 因 素 對 擠 乳 之 特 性 具 有 更 深 遠 的 影 響 研 究 指 出 使 用 不 同 類 形 之 乳 杯 橡 皮, 對 殘 乳 之 影 響, 差 異 可 達 6 倍, 對 乳 杯 下 滑 達 8 倍, 對 擠 乳 時 間 的 差 異 達 33%, 可 說 是 影 響 非 常 廣 泛 (O'Shea et al. 1983) 使 用 窄 口 徑 軟 乳 杯 嘴 唇 之 乳 杯 橡 皮, 可 以 降 低 機 械 所 引 發 的 腫 脹 及 水 腫 窄 口 徑 乳 杯 橡 皮 可 以 限 制 施 予 乳 頭 皮 膚 擴 展 的 壓 力, 而 限 制 了 乳 頭 腫 脹 之 程 度 所 謂 窄 口 徑 之 乳 杯 橡 皮, 其 內 徑 至 少 比 牛 群 乳 頭 平 均 之 直 徑 小 1 公 釐, 應 於 擠 乳 直 前 測 量 ( 六 ) 改 善 乳 頭 之 健 康 1980 年 至 1990 年 間, 機 械 因 素 影 響 乳 頭 及 乳 頭 溝 健 康 之 因 素, 有 了 許 多 的 研 究 及 瞭 解 例 如 超 高 壓 力 負 荷, 乳 杯 低 壓 過 高 造 成 乳 頭 開 口 處 不

正 常 如 角 化 過 度 症 (Hyperkeratosis), 壓 力 負 荷 超 過 乳 頭 尖 端 內 部 動 脈 平 均 血 壓 時, 則 可 能 使 組 織 暴 露 於 不 利 的 壓 力 中, 較 大 的 乳 頭, 乳 杯 橡 皮 閉 合 時 須 彎 得 更 多, 而 且 乳 頭 尖 端 沒 接 觸 到 乳 杯 橡 皮 的 面 積 也 較 大, 因 此 承 受 之 壓 力 也 較 大 總 言 之, 小 而 尖 的 乳 頭 所 承 受 的 壓 力 比 較 低, 但 壓 力 是 由 較 小 面 積 的 乳 頭 尖 端 所 承 受, 因 此 乳 頭 尖 端 周 圍 的 壓 力 可 能 比 大 的 或 是 較 圓 的 乳 頭 為 高 圖 3-37 顯 示 由 一 個 簡 單 而 有 效 的 試 驗 測 量 乳 頭 厚 度 之 變 化, 證 據 顯 示, 雖 因 增 加 低 壓 力 強 度 而 縮 短 擠 乳 時 間, 增 加 低 壓 力 強 度 會 增 加 乳 頭 的 厚 度, 在 此 一 試 驗 中, 以 各 種 脈 動 數 測 試, 當 脈 動 數 增 加 到 60 次 / 分 鐘 時, 機 械 所 引 發 的 腫 脹 及 水 腫 降 低 小 牛 吸 乳 前 後, 乳 頭 厚 度 平 均 減 少 14%, 大 部 分 的 乳 頭 於 吸 乳 15 分 鐘 後 恢 復 其 正 常 的 厚 度 1. 有 效 率 的 脈 動 脈 動 測 定 記 錄 之 d 期 ( 乳 杯 橡 皮 完 全 閉 合 期 ) 至 少 佔 脈 動 週 期 的 15 % 或 150 毫 秒 使 用 窄 口 徑 乳 杯 橡 皮 ( 口 徑 較 牛 群 擠 乳 直 前 乳 頭 平 均 直 徑 小 1-2 釐 米 ), 乳 杯 橡 皮 應 以 適 當 之 鬆 緊 度 套 裝 於 乳 杯 殼 中 要 有 相 當 軟 的 乳 嘴 及 足 夠 的 長 度 以 便 在 整 個 擠 乳 過 程 中 乳 杯 橡 皮 在 乳 頭 下, 得 以 作 周 期 性 完 全 的 閉 合 2. 低 的 低 壓 標 準 不 超 過 50Kpa(15 吋 汞 柱 ), 最 好 在 40Kpa(12 吋 汞 柱 ), 以 減 少 擠 乳 時 對 乳 頭 的 緊 迫 及 改 變 乳 頭 的 厚 度 3. 減 少 過 度 擠 乳

最 高 流 量 期 結 束 後, 緊 繃 的 壓 迫 所 造 成 腫 脹 及 水 腫 明 顯 的 提 高 因 為 在 那 一 個 階 段 乳 頭 腔 壓 迅 速 的 下 降, 因 此 從 機 械 的 設 定, 快 速 地 擠 乳 使 用 較 低 的 壓 力 (30-40KPa 或 9-12 吋 汞 柱 ) 或 脈 動 吸 鬆 比 在 50% 將 可 降 低 乳 頭 組 織 水 腫 的 程 度 圖 3-37 在 3 種 不 同 的 低 壓 力 及 3 種 不 同 的 脈 動 數, 乳 頭 尖 端 厚 度 變 化 之 百 分 比 ( 與 擠 乳 前 乳 頭 厚 度 之 關 係 )(Machine Milking and Lactation 原 圖 )

十 六 管 路 系 統 配 管 式 擠 乳 系 統 在 設 計 與 安 裝 上, 可 有 三 種 不 同 的 管 路 : 1. 主 低 壓 供 應 管 2. 乳 管 3. 脈 動 管 ( 一 ) 低 壓 管 主 低 壓 管 係 自 防 潮 罐 (Moisture trap) 到 平 衡 箱 直 到 低 壓 泵 的 管 子, 此 管 對 於 維 持 擠 乳 系 統 低 壓 之 穩 定, 具 有 非 常 重 要 之 功 能, 它 必 須 具 備 排 除 一 定 量 之 空 氣 以 維 持 必 要 的 低 壓, 它 也 需 具 有 排 除 清 洗 時 空 氣 噴 射 系 統 所 灌 入 之 空 氣 的 功 能 低 壓 管 的 管 徑, 長 度 以 及 安 裝 之 設 計, 影 響 擠 乳 系 統 在 擠 乳 及 清 洗 時 排 除 空 氣 之 功 能 較 早 擠 乳 機 業 界 有 一 共 識, 低 壓 泵 之 管 徑 只 是 依 據 擠 乳 器 之 組 數 而 定 然 而 經 過 進 一 步 的 研 究, 現 在 大 家 一 致 接 受, 主 低 壓 管 之 管 徑 是 依 長 度 低 壓 控 制 閥 之 位 置 以 及 泵 之 排 氣 量 而 定 低 壓 管 任 何 一 處 之 低 壓 均 應 相 同 或 維 持 在 1/2 吋 汞 柱 之 內, 目 前 所 採 用 的 低 管 徑 標 準, 是 根 據 上 述 所 提 之 各 項 因 素 作 為 基 本 考 慮 主 低 壓 供 應 管 管 徑 之 最 低 標 準 基 本 上 是 依 泵 之 排 氣 量 而 定 2" 管, 在 15"Hg 下, 泵 排 氣 量 最 高 不 得 超 過 1485 公 升 / 分 ( 美 規 ) 3" 管, 在 15"Hg 下, 泵 排 氣 量 最 高 不 得 超 過 3360 公 升 / 分 ( 美 規 ) 4" 管, 在 15"Hg 下, 泵 排 氣 量 最 高 不 得 超 過 6020 公 升 / 分 ( 美 規 ) 5" 管, 在 15"Hg 下, 泵 排 氣 量 最 高 不 得 超 過 9380 公 升 / 分 ( 美 規 )

圖 3-38 典 型 的 低 壓 系 統 (Basics of Milking Machine Function 原 圖 ) 除 非 經 過 全 盤 之 評 估, 低 壓 管 之 管 徑 不 得 任 意 加 大, 超 過 推 薦 之 管 徑 其 容 量 增 加, 可 能 導 致 低 壓 力 下 降 後 回 升 之 速 度 緩 慢 上 表 所 列 之 管 徑, 主 要 依 一 般 主 低 壓 供 應 管 之 長 度 及 管 徑 大 小 而 定, 若 主 低 壓 管 長 度 超 過 50 呎, 在 可 能 範 圍 內 盡 量 避 免 使 用 過 多 的 彎 頭 及 迴 轉, 太 多 的 彎 頭 會 降 低 空 氣 在 管 內 之 流 速 根 據 泵 之 排 氣 量, 以 此 表 來 估 算 主 低 壓 管 前 端 與 後 端 低 壓 力 之 損 失 及 可 接 受 之 管 徑 ( 二 ) 乳 管 液 體 在 乳 管 流 動 可 分 為 分 層 流 動 (Stratified flow), 當 乳 汁 在 乳 管 下 層 流 動, 空 氣 可 以 在 乳 汁 上 面 連 續 無 阻 地 流 動 另 一 種 為 水 栓 式 流 動 (Slug flow), 當 間 歇 性 之 撞 擊 使 乳 汁 充 滿 整 個 乳 管 造 成 水 栓 式 流 動 擠 乳 時 為 使 乳 杯 得 到 合 理 而 穩 定 之 低 壓 供 應, 分 層 流 動 較 為 理 想 撞 擊 式 流 動 往 往 造 成 擠 乳 低 壓 短 暫 下 降 超 過 2 kpa 低 壓 短 暫 的 下 降 與 偶 而 發

生 ( 水 栓 式 ) 流 動 狀 況 有 關 雖 然 如 此, 它 與 擠 乳 功 能 乳 房 炎 體 細 胞 數 生 乳 品 質, 有 輕 微 或 沒 有 影 響 圖 3-39 乳 汁 在 乳 管 內 (Basics of Milking Machine Function 原 圖 ) 因 為 水 栓 流 動 造 成 低 壓 短 暫 下 降, 乳 管 內 低 壓 急 速 下 降, 造 成 低 壓 不 穩 定, 但 當 乳 栓 流 入 集 乳 罐 後, 低 壓 很 快 恢 復 正 常 乳 管 直 徑 大 小 之 設 計, 基 本 上 是 為 在 擠 高 產 乳 牛 時, 乳 流 維 持 分 層 流 動 的 狀 況, 而 不 形 成 水 栓 流 動 增 加 乳 管 之 斜 度, 可 以 明 顯 地 減 少 水 栓 式 流 動 的 危 險, 降 低 管 內 乳 汁 運 送 時 液 面 的 高 度, 因 而 增 加 乳 管 運 送 乳 汁 之 功 能 空 氣 突 然 大 量 地 進 入 乳 管, 會 使 分 層 流 動 變 成 水 栓 式 流 動 空 氣 突 然 大 量 進 入 之 原 因 為 : 乳 杯 下 滑 或 掉 落 ; 套 乳 杯 或 取 下 乳 杯 時 沒 有 防 止 空 氣 大 量 吸 入 系 統 ; 乳 管 直 徑 太 小, 經 常 造 成 水 栓 式 流 動 乳 管 每 一 邊 可 裝 擠 乳 器 之 組 數 是 依, 高 產 牛 之 最 高 乳 流 量 每 分 鐘 5.5 公 升 每 組 擠 乳 器 自 集 乳 座 之 氣 孔 每 分 鐘 引 入 10~20 公 升 空 氣 套 乳 杯 時 每 組 擠 乳 器 每 分 鐘 引 入 100 公 升 之 空 氣 計 算 而 得 詳 如 下 表 最 高 流 量 固 定 進 氣 量 ( 氣 孔 ) 短 暫 進 氣 量 ( 套 乳 杯 ) 5.5 公 升 / 分 / 頭 10-20 公 升 / 分 / 頭 100 公 升 / 分 / 頭 表 3-2 乳 管 每 一 傾 斜 面 可 裝 擠 乳 器 之 組 數 傾 斜 度 % 乳 管 之 直 徑 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 48 毫 米 (2 吋 ) 2 3 3 4 4 5

60 毫 米 (2.5 吋 ) 4 5 6 7 8 10 73 毫 米 (3 吋 ) 6 9 10 13 16 24 98 毫 米 (4 吋 ) 21 (28) (32) (35) (38) (43) 資 料 取 自 :Dr Stephen Spencer 乳 管 的 安 裝, 須 有 迴 路 及 傾 斜 度 有 迴 路 之 乳 管, 可 讓 空 氣 向 兩 方 向 流, 並 使 管 道 受 到 適 當 之 清 洗 有 傾 斜 的 管 道 有 助 擠 乳 時 乳 液 流 向 集 乳 罐, 清 洗 後 有 助 管 道 內 之 水 滴 乾, 乳 管 之 傾 斜 度, 每 10 呎 至 少 有 1 吋 之 斜 度, 斜 向 集 乳 罐, 乳 管 不 應 有 升 起 之 處, 因 為 上 升 的 乳 管 會 使 低 壓 力 下 降, 造 成 擠 乳 系 統 內 低 壓 起 伏 不 穩 定 乳 管 上 牛 乳 之 入 口 應 安 在 乳 管 上 方 1/3 處, 以 避 免 乳 液 進 入 乳 管 時 造 成 阻 礙, 以 上 所 列 舉 之 方 法 是 可 防 止 低 壓 力 之 起 伏 不 穩, 並 可 生 產 最 高 品 質 之 生 乳 ( 三 ) 脈 動 管 當 脈 動 器 移 走 乳 杯 橡 皮 與 乳 杯 殼 間 ( 脈 動 室 ) 之 空 氣 時, 脈 動 管 應 有 足 夠 的 容 積 讓 空 氣 擴 張 每 當 脈 動 器 跳 動 造 成 脈 動 管 產 生 震 波, 倘 若 脈 動 管 無 法 達 到 所 安 裝 脈 動 器 數 量 所 需 之 管 徑 時, 每 一 脈 動 週 期 脈 動 管 將 會 產 生 1-2 吋 之 起 伏, 此 一 低 壓 的 起 伏, 可 能 造 成 低 壓 控 制 閥 跟 著 起 伏, 而 影 響 全 系 統 低 壓 之 穩 定 脈 動 管 之 管 徑 必 需 足 以 維 持 低 壓 的 變 化 不 得 超 過 1 吋 汞 柱 脈 動 管 安 裝 為 環 狀 可 以 防 止 管 路 末 端 任 何 大 的 低 壓 變 化, 管 道 會 有 濕 氣 及 乳 汁 之 進 入, 安 裝 時 應 考 慮 到 便 於 清 洗, 脈 動 管 之 安 裝 有 需 要 時 可 以 升 起, 但 必 須 注 意 排 水, 為 此 可 裝 自 動 滴 水 閥 脈 動 管 大 多 是 PVC 管, 安 裝 時 須 注 意 支 撐 架, 應 防 止 管 子 下 垂 形 成 口 袋, 依 管 徑 之 大 小 或 管 壁 之 厚 薄, 每 4 到 10 呎 應 設 一 支 撐 點, 管 道 之 斜 度 至 少 0.5~1%, 以 利 濕 氣 或 意 外 進 入 乳 汁 之 自 動 排 出

( 四 ) 脈 動 管 徑 之 尺 寸 脈 動 管 之 管 徑 是 依 第 一 個 到 最 後 一 個 脈 動 器 之 間 之 平 均 距 離 計 算 而 得 計 算 管 之 大 小, 首 先 得 計 算 管 道 之 容 積, 當 知 道 第 一 到 最 後 脈 動 器 間 管 道 之 容 積, 然 後 可 以 計 算 經 脈 動 器 之 氣 孔, 每 分 鐘 交 換 管 道 內 空 氣 的 次 數, 此 一 容 積 空 氣 的 交 換, 建 議 每 分 鐘 應 在 10~15 次, 可 利 用 以 下 之 公 式 計 算 容 積 圓 周 半 徑 144 2 長 度 = 管 道 之 容 積 範 例 : 例 如 有 一 長 40 呎, 直 徑 2 吋 之 管, 計 算 公 式 為 3.14 3.14 1 2 =3.14 1= =0.0218 40=0.87 立 方 呎 14 4 管 道 容 量 計 算 後, 計 算 空 氣 進 入 脈 動 器 之 量, 一 般 而 言, 脈 動 器 入 氣 量 最 多 不 超 過 3 立 方 呎, 若 該 脈 動 管 裝 了 6 個 脈 動 器, 每 一 脈 動 器 之 入 氣 量 為 3 立 方 英 呎, 總 計 18 立 方 呎 之 空 氣 進 入 該 系 統, 計 算 管 道 空 氣 量 之 交 換 次 數, 以 管 道 之 容 積 除 以 總 入 氣 量 18 立 方 呎 0.87 立 方 呎 = 20.7 次 / 分 鐘 由 答 案 顯 示, 該 脈 動 管 之 容 積, 每 分 鐘 需 要 更 換 20.7 次 才 能 達 到 6 組 脈 動 器 之 跳 動, 此 一 數 字 已 超 過 前 述 之 建 議 10~15 次 / 分 鐘 在 現 有 的 系 統, 若 脈 動 管 低 壓 之 起 伏 在 1 吋 之 內, 則 該 脈 動 管 不 一 定 需 要 更 換 因 為 許 多 因 素 會 影 響 系 統 之 功 能, 管 徑 只 是 其 中 之 一 項, 安 裝 也 是 關 鍵 的 因

素, 安 裝 前 必 須 仔 細 規 劃 與 研 究