Halbautomatische Melksysteme für konventionelle Milchvieh-Melkstände

Kommerzielle Milchviehbetriebe sind mit einem anhaltenden Mangel an Fachkräften und steigenden Qualitätsanforderungen konfrontiert, doch der Ersatz funktionsfähiger konventioneller Melkstände durch vollautomatische Robotersysteme erfordert hohe Kapitalinvestitionen und bauliche Veränderungen. Um die betriebliche Lücke zwischen manuellem Gruppenmelken und vollautomatischen Roboteranlagen zu schließen, hat GEA das halbautomatische Melksystem DairyProX entwickelt, das automatisierte Prozesse zur Zitzenvorbereitung und Milchgewinnung direkt im Melkbecher in bestehende konventionelle Melkstände mit Technikunterkellerung integriert.

Standardisierung der Melkabläufe in konventionellen Milchviehbetrieben
In konventionellen Side-by-Side-, Fischgräten- und Karussellmelkständen hängen Melkeffizienz und Eutergesundheit stark davon ab, wie genau das Bedienpersonal die Standardarbeitsanweisungen manuell einhält. Traditionelle Arbeitsabläufe erfordern vom Personal das manuelle Vormelken, Reinigen, Stimulieren, Trocknen und Ansetzen der Melkzeuge, gefolgt von einer manuellen Zitzendesinfektion nach dem Melken. Abweichungen in der Arbeitstechnik oder im Zeitintervall zwischen Stimulation und dem Ansetzen des Melkzeugs führen häufig zu bimodalen Milchflusskurven, verlängerten Melkzeiten am Euter, Hyperkeratosen an den Zitzenspitzen und einem erhöhten Risiko für Kreuzkontaminationen.

Während vollautomatische Melksysteme menschliche Schwankungen durch Roboterarme und optische Sensoren eliminieren, betreiben viele große Milchviehbetriebe baulich intakte konventionelle Melkstände mit einem sogenannten Subway – einem geschlossenen Versorgungsgang direkt unter der Melkplattform, in dem Milchabscheider, Pulsationsleitungen und Spülleitungen untergebracht sind. Die Nachrüstung dieser durchsatzstarken Gruppenmelkanlagen erfordert eine Steuerungsarchitektur, welche die physiologische Vorbereitung der Kuh automatisiert, ohne das Buchtenlayout oder die Geometrie der Melkgrube zu verändern. GEA hat das System DairyProX speziell für diese unterkellerten konventionellen Melkstände entwickelt und führt das Konzept zunächst auf dem US-amerikanischen sowie dem breiteren nordamerikanischen Markt ein; eine internationale Expansion ist geplant, sobald regionale regulatorische Anforderungen und Melkstandkonfigurationen evaluiert sind. Vorgestellt wird das System auf der EuroTier 2026, die vom 10. bis 13. November in Hannover in Halle 13, Stand C25 stattfindet.

Funktionsprinzip und Systemarchitektur der In-Liner-Everything-Technologie
Der zentrale technische Mechanismus hinter dem System DairyProX ist die In-Liner-Everything-Technologie von GEA, eine mehrstufige Fluid- und Pneumatik-Steuerungssequenz, die bereits in den Einzelboxenrobotern DairyRobot R9500 und den automatisierten Melkkarussellen DairyProQ des Unternehmens zum Einsatz kommt. Anstatt auf externe mechanische Bürsten, separate Vorbereitungsbecher oder manuelle Sprühapplikatoren zurückzugreifen, führt das System den gesamten Melkablauf innerhalb eines einzigen Zitzengummis aus, nachdem eine Arbeitskraft das Melkzeug manuell angesetzt hat.

Sobald das Personal die Melkbecher angesetzt und den Schlauchträger in der Melkgrube ausgerichtet hat, starten die im darunterliegenden Versorgungsgang installierten Steuerventile und Dosiergeräte einen automatisierten Zyklus. Zunächst führt das Zitzengummi eine mechanische und pneumatische Zitzenstimulation sowie automatisierte Verfahren zur Zitzenreinigung und zum Vordippen durch, um organische Verschmutzungen auf der Oberfläche zu entfernen. Diese kontrollierte Vorbereitung löst eine gleichmäßige Oxytocinausschüttung aus der Hirnanhangsdrüse der Kuh aus und gewährleistet eine optimale alveoläre Milchejektion vor der eigentlichen Hauptvakuumphase. Nach der Stimulation und dem Vormelken geht das System ohne Abnahme des Melkzeugs und ohne Lufteinbruch direkt in die Milchgewinnung über.

Sobald Milchflusssensoren das Ende des Melkvorgangs erfassen, führt das System unmittelbar vor der automatischen Melkzeugabnahme ein automatisiertes Nachdippen direkt im Melkbecher durch. Nachdem das Melkzeug von der Kuh abgenommen wurde, desinfiziert ein automatisierter Zwischendesinfektionszyklus das Innere der Zitzengummis und des Sammelstücks, bevor das Melkzeug beim nächsten Tier angesetzt wird; dadurch wird die Übertragung kontagiöser Mastitiserreger innerhalb der Herde reduziert.

Betrieblicher Durchsatz und Eutergesundheit in unterkellerten Melkständen
Durch die Verlagerung der Ventilblöcke, Dosierpumpen und Steuerungen für die Zwischendesinfektion in den Versorgungsgang unter dem Melkstand erhält die Architektur von DairyProX den gewohnten Arbeitsbereich in der Melkgrube aufrecht und schützt gleichzeitig empfindliche Automatisierungskomponenten vor Feuchtigkeit und mechanischen Einwirkungen. Da die Arbeitskräfte lediglich das physische Ansetzen der Melkzeuge und das Ausrichten der Schläuche übernehmen, verringern sich die kognitive Belastung und die körperliche Beanspruchung pro Kuh erheblich, was die Einarbeitung des Personals vereinfacht und die Ausführung der Arbeitsabläufe über Schichtwechsel hinweg standardisiert.

Empirische Betriebsdaten aus Pilotbetrieben in den Vereinigten Staaten belegen messbare Verbesserungen sowohl bei der Melkstandproduktivität als auch bei der biologischen Milchqualität. Pilotanlagen, die das halbautomatische Melksystem integrierten, reduzierten den Arbeitszeitbedarf im Melkstand um nahezu 50 Prozent und steigerten gleichzeitig den Kuhdurchsatz auf exakt derselben Melkstandfläche um mehr als 33 Prozent. Darüber hinaus führte die Beseitigung manueller Zeitabweichungen zwischen Stimulation und Milchgewinnung zu kürzeren Gesamtmelkzeiten. Auf biologischer Ebene trugen die standardisierte Vorreinigung, das Nachdippen und die Zwischendesinfektion zwischen den Kühen zu einer Senkung der somatischen Zellzahl im Milchtank um bis zu 30 Prozent sowie zu einem Rückgang klinischer Mastitisfälle bei.

Zusätzlicher Kontext:
Dieser Abschnitt enthält technische Spezifikationen und Wettbewerbsvergleiche, die in der ursprünglichen Produktankündigung nicht enthalten waren.

In der industriellen Milchviehtechnik werden die mechanische Konstruktion, die Vakuumstabilität und die hygienische Leistungsfähigkeit von Melkanlagen durch die internationalen Normen ISO 5707 (Melkanlagen – Konstruktion und Ausführung) und ISO 6690 (Melkanlagen – Mechanische Prüfungen) geregelt. Gemäß diesen Normen sind die Aufrechterhaltung eines stabilen Vakuumniveaus im Sammelstück (typischerweise 38 bis 42 Kilopascal an der Zitzenspitze während des Spitzenmilchflusses) und die Minimierung von Lufteinbrüchen beim Ansetzen des Melkzeugs entscheidend, um ein Klettern oder Rutschen der Zitzengummis sowie umgekehrte Druckgradienten zu verhindern, die Bakterien in den Strichkanal befördern.

Aus unabhängig recherchierten technischen Unterlagen von GEA geht hervor, dass das System DairyProX die Geometrie des Melkzeugs Classic 300 in Kombination mit Silikon- oder Gummizitzengummis nutzt, die für 5.000 beziehungsweise 2.500 Melkungen ausgelegt sind. Das System ist für eine markenübergreifende Kompatibilität in konventionellen Side-by-Side-Melkständen mit Technikunterkellerung konzipiert und lässt sich an bestehende automatische Melkzeugabnahmen und Milchmengenmesssysteme anschließen. In Feldmessungen, die in einem Doppel-8-Side-by-Side-Melkstand in den Vereinigten Staaten dokumentiert wurden, erreichte das System einen konstanten Durchsatz von mehr als sieben Gruppenwechseln pro Stunde.

Innerhalb des Landtechniksektors stehen halbautomatische konventionelle Melksysteme im Wettbewerb mit zwei primären technologischen Alternativen: eigenständigen automatisierten Systemen zum Nachdippen und zur Zwischendesinfektion sowie vollautomatischen Melkrobotern. Bisher stützte sich die Automatisierung konventioneller Melkstände auf Systeme wie das GEA Apollo MilkSystem oder automatisierte Dip- und Zwischendesinfektionseinheiten von DeLaval, welche die Desinfektion nach dem Melken und die Melkzeughygiene zwischen den Kühen automatisieren – und dabei bis zu 95 Prozent der verbleibenden Krankheitserreger auf der Zitzengummioberfläche entfernen –, jedoch weiterhin ein manuelles Vorreinigen, Vormelken und Trocknen der Zitzen durch das Melkpersonal erfordern.

Im Gegensatz dazu automatisieren vollautomatische Melksysteme von Herstellern wie Lely (Baureihe Astronaut), DeLaval (Baureihe VMS) und BouMatic (Baureihe Gemini) sowohl das Ansetzen als auch die Vorbereitung, nutzen dafür jedoch unterschiedliche mechanische Architekturen. Systeme von Lely verwenden zwei gegenläufig rotierende mechanische Bürsten für die Zitzenreinigung und Stimulation vor dem Melken, bevor die Melkbecher lasergesteuert angesetzt werden, während die VMS-Plattformen von DeLaval einen separaten, speziell dafür vorgesehenen Vorbereitungsbecher einsetzen, bevor die vier regulären Melkbecher angesetzt werden. Während Vollroboter den Arbeitsaufwand für das Ansetzen vollständig eliminieren, bewältigt eine einzelne Roboterbox typischerweise 55 bis 70 Kühe pro Tag. Indem das kameragestützte 3D-Roboteransetzen von der Fluidmechanik getrennt und das manuelle Ansetzen beibehalten wird, ermöglicht der halbautomatische In-Liner-Ansatz kommerziellen Milchviehbetrieben eine physiologische Vorbereitung auf Roboterniveau in hochverdichteten Gruppenmelkständen mit einem Durchsatz von mehreren hundert Kühen pro Stunde – und das zu einem Bruchteil der Investitions- und Wartungskosten von Mehrboxenanlagen oder Roboterkarussellen.

Bearbeitet von Sucithra Mani, Redakteurin bei Induportals – angepasst durch KI.

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