بخشی از مقاله
چکیده
به منظور بررسی تاثیر نوع و مقدار جیره بر تولید و سلامت گاو، کنترل جیره مصرفی گاوهای شیری در مراکز تحقیقاتی تغذیه دام از اهمیت ویژه ای برخوردار است . برای این منظور گاوها را به زندگی و تغذیه انفرادی وادار می کنند که علاوه بر دشواری و هزینه بالا، باعث ایجاد ا سترس می شود . در این تحقیق به طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه هوشمند پرداخته شده است که امکان زندگی اجتماعی و تغذیه انفرادی را به صورت توام برای گاو ها فراهم می نماید . در این دستگاه که بر روی آخورهای موجود در گاوداریها قابل نصب است که اجازه دسترسی به اخور و استفاده از خوراک را فقط به گاو از قبل تعیین شده می دهد .
در این روش برای هر گاو گردنبندی در نظر گرفته شده است که حاوی برچسب الکترونیکی اوست، این برچسب ها به منظور شناساندن گاو به دستگاه از تکنولوژی RFID استفاده می کنند. با مراجعه گاو، شناسه موجود در برچسب الکترونیکی توسط کارت خوان دستگاه خوانده و در صورت مجاز بودن، مانع با یک حرکت عمودی پایین رفته و گاو از آخور استفاده می کند .
نتایج ارزیابی عمکلرد این دستگاه نشان داد که کلیه قطعات آن با راندمان 100 درصد وظیفه خود را انجام می دهند و فقط کارت خوان این دستگاه عملکرد حدود 50 درصد دارد. یافته های تحقیق نشان داد که گاو نسبت به پایین امدن مانع حالت دفاعی به خود گرفته و از دستگاه می ترسد. و تنها 40 درصد از گاوها به خوراک مراجعه می کنند.
مقدمه
تحقیقات تغذیه ای و مصرف خوراک از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و تبدیل به یک علم و هنر مدیریتی مهم در صنعت پرورش گاو شیری شده است تا همواره با انتخاب مناسبترین جیره غذایی، شاخص ارزش شیر تولیدی یک گاوداری بالاتر از شاخص هزینه های خوراک مصرفی باشد. و این مسئله در نسل جدید گاوهای شیری به علت سطح بالای تولید، حساسیت بیشتری پیدا می کند و مدیریت تغذیه ای آنها را پیچیده تر و دشوارتر می نماید.
طرز کار این دستگاه - یمچی - 1 به گونه ای خواهد بود که در جلوی آخورهای گاوداری تعدادی - با توجه به تعداد گاوهای مورد مطالعه - از این دستگاه نصب میشود، به گونهای که به عنوان مانعی بین گاو و آخور قرار میگیرد، گاو جهت تغذیه به طرف آخور آمده و وارد دستگاه میشود، در این هنگام کارتخوان 2 دستگاه قادر به خواندن شناسه 3 گاو - هر گاو مجهز به گردنبندی است که حاوی شناسه منحصربه فرد خود اوست - میباشدضمناً. در این حالت دستگاه از دسترسی گاو به خوراک ممانعت به عمل میآورد.
پس از خوانده شدن شناسه الکترونیکی امکان دسترسی به آخور بررسی شده و در صورت مجاز بودن نهایتا واحد پردازش و کنترل دستگاه فرمان پایین رفتن مانع و استفاده گاو از آخور را صادر میکند، در غیر این حالت مانع بدون حرکت در محل خود مانده و امکان دسترسی به آخور، به گاو داده نمیشود. کلیه مراحل پردازشی در صورت مجاز بودن و استفاده گاو از آخور، پس از ترک کامل دستگاه توسط گاو، مانع به صورت اتوماتیک بالا آمده و دستگاه به حالت اول خود باز میگردد. طراحی هر نوع دستگاهی که در ارتباط مستقیم با گاو کار کند نیازمند به دانش اندازهگیری ابعاد بدن گاو و فضای مورد نیاز این حیوان است تا گاو با توجه به حالت از قبل پیش بینی شده - ایستاده، خوابیده و... - و بدون جراحت ، احساس درد و یا ترس، از دستگاه استفاده کند.
برای اولین بار فاکتورهای اندازه وپیکربندی - ابعاد - حیوانات اهلی توسط ASAE - انجمن مهندسین کشاورزی آمریکا - پیشنهاد شد. با اینکه دستگاههای تغذیه تفاوتهای جزئی با یکدیگر دارند ولی اصول کاری همه آنها بدین شکل است. که در گام اول دام را شناسایی کرده و در گام بعدی مقدار تعیین شدهای از جیره را برای آن دام مهیا میکنند. ومعمولا دارای شش قسمت عمومی زیر میباشند:
-1 برچسبهای الکترونیکی در گوش یا گردنبند گاو -2 کارت خوان دستگاه -3 واحد پردازش مرکزی دستگاه -4 واحد خوراک ریز دستگاه - 5 مخزن خوراک -6 آخور دستگاه، با نزدیک شدن برچسبهای الکترونیکی موجود در گوش یا گردنبند گاو، به ریدر دستگاه، به دو روش شارژی یا کدخوانی - در ادامه مطلب شرح داده خواهد شد - ، واحد پرداش مرکزی با توجه به برنامهریزی قبلیش به واحدخوراک ریز دستور میدهد که به چه مقدار و یا چه مدت زمانی در آخور دستگاه خوراک بریزد . خوراک توسط خوراک ریز از مخزن به آخور منتقل شده و مورد استفاده دام قرار میگیرد. و اما تفاوت آنها از آن نظر است که در قسمت برچسبهای الکترونیکی این سیستمها بر دو قسمت میباشند: یک نوع، از برچسبهای الکترونیکی قابل تنظیم بهره میبرد و دیگری که عمومیت بیشتری دارد از سیستم شناسایی اتوماتیک استفاده میکند.
سیستم برچسب الکترونیکی قابل تنظیم در دانشگاه الینوس 1 و در اواسط دهه 1970 ساخته شد. اگرچه از نوع دوم ارزان تر بود ولی یک مشکل اساسی داشت، اینکه هر برچسب الکترونیکی هرگاه که رژیم غذایی گاو عوض میشد، باید به صورت جداگانه روی هر گاو تنظیم میشد . در این نوع، شناسایی انفرادی گاو بر اساس سیگنال خروجی از برچسب الکترونیکی هر گاو استوار است. یکی از وسایل الکترونیکی به کار رفته در این تحقیق سنسور نوری است، که مدار کنترلی با استفاده از این سنسور به حضور یا عدم حضور حیوان در جایگاه پی میبرد و تصمیمات لازمه را اتخاذ میکند.
این سنسورها، حسگرهایی هستند که تشعشعات مادون قرمز - اینفرارد - ساطع شده از اجسام و اهداف موجود درمیدان دیدشان را اندازه گیری می کننداصطلاحاً. به این سنسورها PIR گفته می شود. در سال R.M. Herd 1992 از مرکز تحقیقات استرالیا، تاثیر جیره بر رشد گاوهای گوشتی را با دستگاههای تغذیه مورد مطالعه قرار داد، بدین شکل که گاوها در گاوداری به صورت الکترونیکی شناسایی می شدند و غذای مختص هر کدام اندازهگیری میشد .سیستم شناسایی از کدبندی منحصر به فرد برچسبهای الکترونیکی - نصب شده روی گردن گاوها - بهره میبرد. سیستم تغذیه توسط یک کامپیوتر از مرکز، کنترل میشد. کامپیوتر از یک جک بادی برای حرکت دادن خوراک تازه و حذف کردن غذای پسمانده استفاده می کرد.
غذای ارائه شده و مواد زائد غذا وزن میشد و تمام اطلاعات تغذیه در کامپیوتر ذخیره می شد. در سال Mohammed Abo-Ismail 2010 از دانشگاه ، Guelph بیان کرد که میزان سودآوری تولید گوشت بر اساس هر دو هزینهی، صرف شده و مقدار خروجی، میباشد. هزینه های تغذیه تاثیر عمدهای برسودآوری گوشت گاو دارند به طوری که 60 تا 80 درصد کل هزینه را شامل میشوند. بهبود دادن فقط %1 از بازدهی خوراک در کانادا موجب حذف 30 میلیون دلار از هزینه های تغذیه شد.
بنابراین بهبود بازدهی خوراک نقطه خوبی برای افزایش سوددهی واحدهای تولیدی است و باید مورد توجه تولیدکنندگان گاو های گوشتی باشد. با این وجود که مسیر بهبود بازده ای خوراک به خوبی مشخص است ولی به راحتی میسر نیست . در سال 2006، Birgit Frank و Anders H. Herlin از سوئد، تغذیه را تحقیق کردند که در زمان غذا خوردن امنیت کامل گاو را تامین میکردند. نتیجه این تحقیق اینچنین بود که این دربهای محافظ تاثیری روی تولید شیر گاوها نداشت ولی فعالیتهای تهاجمی گاوها را به طور قابل تاثیر دربهای محافظ در دستگاههای توجهی کاهش دادند.
مواد و روشها
ابعاد گاو مطابق استاندارد ASAE یکی از ملاکهایی که در طراحی دستگاه تغذیه در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفت دادههای ابعادی گاوها، در در استاندارد ASAE بود. از آنجایی که اکثر گاوهای شیری موجود در کشور، گاوهای نژاد هلشتاین میباشند، بنابراین در میان نژادهای موجود در استاندارد ASAE - جرسی، آیرشایر، گرنزی و هلشتاین - ، فقط ابعاد بدنی گاو نژاد هلشتاین مورد بررسی و انتخاب قرار گرفت و ملاک طراحی دستگاه قرار گرفت - به عبارت دیگر این دستگاه برای نژاد هلشتاین طراحی شده است - . طبق این دادهها نژاد هلشتاین از سن تقریباً دو سالگی به بعد از نظر وزنی و ابعاد بدنی تغییرات زیادی ندارد
شکل - 1 گاو سن دو سالگی به بعد - با وزنی حدود 600 کیلوگرم
وضعیت قرارگیری خوراک و نوع خوراک در طراحیها فرض بر این است که خوراک - از نوع - TMR توسط کارگر یا ماشین در آخور گاو ریخته میشود و این دستگاه کاری به وضعیت پر یا خالی بودن آخور ندارد و فقط دسترسی گاو به آخور را کنترل میکندشرح طرح بدین صورت است که گاو با مراجعه به دستگاه، گردن خود را برای خوردن خوراک وارد چهارچوب میکند. در صورتی که مشخصات گاو با نوع جیره او مطابقت داشته باشد چهارچوب پایین آمده. و به گاو اجازه غذا خوردن را میدهد. در غیر این صورت با توجه به عدم دسترسی به غذا، گاو به عقب برگشته و به سراغ یک دستگاه دیگر میرود - دستگاه خودش - . همچنین طرح باید طوری باشد که تا زمانی گاو در حال غذا خوردن است، چهارچوب پایین مانده و در زمانی که گاو از دستگاه خارجمیشود، چهارچوب به سرعت به سمت بالا حرکت کند تا سایر گاوها به غذای گاو اصلی دسترسی نداشته باشند.
از دیگر ملاکهایی که برای طراحی دستگاه و رسیدن به طرح مطلوب در این تحقیق مورد بررسی و مطالعه قرار میگیرند مواد و مصالح مصرفی میباشند که مطابق موارد زیر انتخاب شدند. جهت دستیابی به استحکام بالا - طبق اهداف تعریف شده - فولاد ST37-2 با شماره مواد 1.0037 برای ساخت کل بدنه انتخاب گردید که طبق استاندارد DIN به ازای هر میلیمتر مربع خود، حداقل 37 کیلوگرم تحمل دارد از آنجایی که هدف از تحقیق، ساخت دستگاهی هوشمند بوده - و در دستگاههای هوشمند استفاده از قطعات الکترونیکی امری اجتناب ناپذیر است - ، جهت نصب قطعات الکترونیکی و عایق نمودن آنها از بدنه. فلزی، تخته مصنوعی MDF با ضخامت استاندارد 16 میلیمتری انتخاب گردید. به خاطر خواص عالی ماشینکاری و یاتاقانی، تفلون - PTFE - برای تکیهگاههای متحرک - در صورت لزوم - انتخاب گردید
