Inverkan av olika faktorer som kan leda till fördröjd kylning och bakterietillväxt i gårdstankmjölk

EN FORSKNINGSRAPPORT FRÅN LRF MJÖLK Rapport nr: 8006 2015-12-20 Inverkan av olika faktorer som kan leda till fördröjd kylning och bakterietillväxt i gårdstankmjölk Kylningskapacitet, bufferttank/oberoende hämtning samt utökad besättningsstorlek Anders Christiansson

1 Inverkan av olika faktorer som kan leda till fördröjd kylning och bakterietillväxt i gårdstankmjölk. Kylningskapacitet, bufferttank/oberoende hämtning samt utökad besättningsstorlek Sammanfattning Denna rapport kompletterar rapport LRF Mjölk nr 8002- Inverkan av kylningsförloppet på tillväxt av bakterier i gårdsmjölk. Beräkningar har gjorts för att illustrera ett antal kylningsförlopp som kan tänkas inträffa i praktiken. Tiden vid 30 C innan mjölken kan kylas är mest kritisk. Om kylningen påbörjas inom tidsintervallet 45 minuter till 1 timme och 15 minuter blir påverkan på mjölken liten (tabell 1). Tiden för kylning mellan 30 C och 10 C har större betydelse för bakterietillväxten än tiden för kylning mellan 10 C och 4 C. Om 10 C uppnås inom en eller två timmar blir bakterieutvecklingen måttlig (tabell 2). Låg kylningskapacitet, som leder till långsam kylning (5 C/timme eller lägre mellan 30 och 10 C) orsakar oacceptabelt ökande bakterietal och långa tider för att nå 4 C (tabell 3). Kylningshastigheten mellan 10 och 4 C har liten påverkan jämfört med hastigheten mellan 30 och 10 C. Ur mikrobiologisk synpunkt blir det ingen skillnad på halterna om det krävs att mjölken ska kylas till 4 C inom två eller 3 timmar efter avslutad mjölkning (tabell 2). Det finns ett behov av att definiera kylningskrav för robotmjölkning. Kravet för konventionell mjölkning kan inte tillämpas eftersom mjölkning pågår ständigt. Endast en liten volym mjölk under de första timmarna kommer att vara varm i tanken vid robotmjölkning till skillnad mot omgångsmjölkning där stora volymer ska kylas ned inom kort tid. När mjölken väl kylts till under 10 C har kylningsförloppet till 4 C mindre betydelse. De svenska kraven på kylning till 4 C ger lägre bakterietal än med EU-kravet om kylning till 6 C vid varannandagshämtning. EU-kravet vid varje dags-hämtning är att mjölken ska kylas till högst 8 C. Anledningen är att om mjölken skulle förvaras vid 8 C i 48 timmar skulle höga bakterietal uppkomma. Förkylning med isvatten leder till mycket snabb nedkylning till 4 C. Bakterie-tillväxten blir något lägre än vid konventionell kylning, med inbyggda förångare i mjölkkyltanken, och detta är ett möjligt alternativ om tanken har otillräcklig kylningskapacitet. Vid normal kylningskapacitet behövs inte isvatten. Fördelen är att tillräcklig kylningskapacitet alltid finns tillgänglig oavsett kylkapaciteten i tanken (tabell 5). Förkylning med brunnsvatten till 20 eller 15 C minskar bakterietillväxten till låga nivåer. Vid låg kylkapacitet i tanken kan brunnsvattenkylning göra att mjölken kan kylas till 4 C inom mejeriernas tidskrav (tabell 6). Förkylning med brunnsvatten är billigare än med isvatten. En speciell situation uppstår när gården vill möjliggöra att mejeriet hämtar mjölken oberoende av mjölkningstidpunkt. Då behövs en bufferttank som kan samla mjölken medan huvudtanken töms och diskas. Man kan välja att pumpa över till den stora kyltanken så snart disken av mjölktanken är klar alternativt att mjölka färdigt. Om bufferttanken saknar kylning så kan ökad bakterietillväxt ske som en följd av de timmar som mjölken står okyld. Bakterietillväxten kommer att öka kraftigt om mjölkningen avslutats och tankbilen kommer

2 senare än den normala hämtningstiden. Då kan inte mejeriernas krav på kylning uppfyllas. Det är lämpligt att pumpa över mjölken i stora tanken så snart det är möjligt efter tömning och disk (tabell 7). En mindre kyltank som kan samla ett mjölkningsmål kan användas som bufferttank. Eftersom hela tanken fylls vid ett mjölkningstillfälle kommer nedkylningshastigheten att vara cirka en fjärdedel (2,5 C/timme i exemplet i tabell 7) av den som tanken har vid avsedd användning). Av detta följer att bakteriehalten riskerar att bli högre än normalt och endast lite lägre än för okyld mjölk (tabell 7). Tabellen visar också att bakteriehalten riskerar att bli oacceptabelt hög om mjölken hämtas senare än normalt. Förkylning av mjölken med brunnsvatten till 20 eller 15 C i kombination med kylning i bufferttanken ger god effekt (figur 7B, tabell 7).. Det resulterar i mjölk med lågt bakterietal efter 48 timmar. Förkylningen gör det också möjligt att uppfylla mejeriernas krav att mjölken ska vara nedkyld inom 2-3 timmar efter avslutad mjölkning. Med en väl fungerande förkylning blir inte mjölken känslig för senare hämtningstider än normalt. (jämför tabell 2). Vid ökning av antalet mjölkande kor är det viktigt att antalet kor, mjölkningskapaciteten och tankens volym är i balans så att inte långa kylningstider uppkommer. Det är inte önskvärt att ha långa kylningstider efter som det påverkar mjölkens lagringsduglighet på mejeriet.

3 Inledning Kylning i tanken kan inte inledas med full kapacitet när den första mjölken kommer in. Skador på mjölken på grund av isbildning eller på grund av att omröraren inte är täckt av mjölk när den startar måste undvikas. Vid konventionell mjölkning (omgångsmjölkning) innebär det oftast att mjölken står okyld tills omröraren är täckt d.v.s. när 5-7% av den fulla tankvolymen mjölk hamnat i tanken. Beroende på bl.a. tankens volym, antalet mjölkningsorgan och antalet kor kan detta ta olika lång tid. Om tiden före kylning blir lång ökar risken för bakterietillväxt. Vid robotmjölkning, där mycket mindre volymer mjölk per timme hamnar i tanken kan det finnas olika tekniska lösningar för att hantera kylningen. Dessa innebär kylning med minskad kapacitet i initialskedet för att förhindra isbildning. Hur stor betydelse har tiden innan mjölkens kylning i tanken kan påbörjas?. Hur påverkas bakterietillväxten av olika kylningshastigheter? I vilket temperaturintervall är mjölken känsligast? Hur påverkar kylning med isvatten eller brunnsvatten bakterieväxten jämfört med normal kylning? Vilken effekt har förkylning före bufferttank t ex vid oberoende hämtning jämfört med ingen förkylning? Vad händer med bakterietalet när besättningen utökas? I en tidigare rapport (1) har exempel på olika kylningsförlopp och bakterietillväxt beräknats, men ovanstående aspekter har inte undersökts. Denna rapport kompletterar den tidigare rapporten och undersöker hur tillväxten sker i kyltankar i konventionella mjölkningssystem. Beräkningar har inte gjorts för robotssystem i denna rapport men mjölken i robotsystem är mindre känslig för långsam kylning än konventionella system och tillväxten alltid blir lägre i AMS vid jämförbara temperaturförlopp (1). Grundförutsättningar för beräkningarna Gård med kyltank på 4 m 3. 60 kor som mjölkas två gånger per dygn med 30 kor i timmen med i genomsnitt 10 l mjölk per ko och mjölkning. 7% av tankvolymen är 280 liter vilket uppnås ungefär efter 1 timme. Mjölkningen avslutas efter 2 timmar. Olika kylningsprofilers effekt på bakterieutvecklingen har beräknats (se exempel på kylningsprofiler i figur 1). Kylningsprofilerna har tagits fram för att illustrera effekten av olika skeenden och är endast schematiska. För beräkningarna av bakterietillväxt har ursprungshalten psykrotrofa bakterier (som kan växa under kylförvaring) satts till 100/ml (som antas motsvara en relativt god hygiennivå). Beräkningarna har gjorts med samma beräkningsmodell som i rapport 8002, vilket innebär att hänsyn tagits till hur lagfasens längd (tiden innan bakterierna börjar tillväxa) påverkas av den tid mjölken befinner sig vid olika temperaturer under nedkylningsförloppet. Genom tid/temperaturintegrering har lagfasens längd bestämts, varefter tillväxt fram till 48 timmar har beräknats. Endast bakterier från det första mjölkningsmålet hinner tillväxa. Vid följande mjölkning håller mjölken 4 C, ökning i temperatur sker endast kortvarigt, och lagfasen blir för lång för att tillväxt ska kunna påbörjas. Därför uppkommer en utspädningseffekt som har tagits med i beräkningarna. Observera att resultatet av tillväxtberäkningarna endast avser psykrotrofa bakterier. Övriga s.k. mesofila bakterier som finns i mjölken tillväxer inte Om dessa är t.ex. 10000/ml ska detta tal adderas till de psykrotrofa bakterierna för att få totalantalet bakterier.

4 Figur 1 Exempel på några olika kylningsprofiler 35 30 A Temperatur C 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 Tid (timmar) A: Olika snabb kylningstid mellan 30 och 10 C. Röd 20 C/tim, blå 10 C/tim Temperatur C 35 30 25 20 15 10 5 0 0 2 4 6 8 Tid (timmar) B B: Långsam kylning mellan 10 och 4 C (4 tim) Temperatur C 35 30 25 20 15 10 5 0 Långsam kylning C 0 2 4 6 8 10 12 Tid (timmar) C. Långsam kylning på grund av låg kylkapacitet (2,5 C/tim)

5 Hur påverkas bakterierna av tiden innan kylningen påbörjas? I rapport 8002 visar att tillväxten av bakterier blir stor om mjölken står okyld vid 30 C i flera timmar. Lagfasen blir kort och tlllväxten kommer igång betydligt snabbare än vid lägre temperatur. Det är önskvärt att kylningen påbörjas så snabbt som möjligt, vilket i konventionella mjölkningssystem blir när tillräcklig volym mjölk kommit in i tanken (som t.ex. efter 1 timme i exemplen i Fig 1). Tabell 1 visar beräkningar där tiden innan kylningen påbörjas varierats mellan 45 minuter och två timmar. Längre tider än 1 timme och 15 minuter riskerar att ge märkbar påverkan på bakterietalet (för ytterligare längre tider se tabell 7 i denna rapport och även tabell 4 rapport 8002). I synnerhet vid sämre hygien blir totalantalet bakterier högt. Tabell 1. Inverkan av tiden för kylningens start på bakteriehalten vid 48 timmar Tid vid Tid till (tim) Bakterier/ml Lagfas 30 C 10 C 4 C Total tid till 4 C efter 48 tim tim 45 min 1 1 2 tim45 min 250 31 1 tim 1 1 3 310 28 1 tim 15 min 1 1 3 tim 15 min 430 26 1.5 tim 1 1 3,5 520 23 2 tim 1 1 4 850 18 Vid god hygien (100 psykrotrofa bakterier/ml eller lägre i mjölken vid lagringens start) påverkas bakterietalet mycket begränsat när tiden vid 30 C varierar inom angivet intervall. Lagfasen blir kortare med längre tid vid 30 C vilket leder till något högre bakteriehalt men skillnaden är mycket liten. Det betyder att om krav ska ställas hur snabbt mjölkens kylning ska ha påbörjats så finns det marginal för praktiska hänsyn. Om den tid som behövs inte är längre än 1 tim och 15 minuter påverkas mjölken inte märkbart. Hur påverkas bakteriehalten av kylningshastigheten inom olika temperaturintervall? I tidigare rapport konstaterades att det är viktigare att kyla snabbt från 30 C ner till 10 C än att kyla snabbt vid lägre temperaturer som t.ex. mellan 10 till 4 C. I tabell 2 undersöks detta ytterligare (se även figur 1A och B).

6 Tabell 2. Effekt av olika kylningshastigheter inom intervallen 30-10 C och 10 till 4 C. Tim vid Tid till (tim) Bakterier/ml Lagfas 30 C 10 C 4 C Total tid till 4 C 48 timmar tim 1 1 0.5 2.5 300 28.6 1 1 1 3 310 28.4 1 1 2 4 320 27.9 1 1 3 5 330 27.6 1 1 4 6 350 27.1 Tim vid Tid till (tim) Bakterier/ml Lagfas 30 C 10 C 4 C Total tid till 4 C 48 timmar tim 1 2 0.5 3.5 440 24.4 1 2 1 4 460 24.2 1 2 2 5 480 23.7 1 2 3 6 500 23.3 1 2 4 7 520 22.8 Kylningshastigheten från 30 och till 10 C (20 C/timme i översta delen av tabellen respektive 10 C per timme i den nedre delen av tabellen, jämför figur 1A) har större inverkan på bakteriehalten än tiden mellan 10-4 C (som i tabellen varierar mellan 0,5 till 4 timmar). Förändringen i bakterietal blir i stort sett försumbar när det gäller tiden för kylning under 10 C även vid ett kylningsförlopp som blir hela 7 timmar långt. Detta gäller både vid konventionella system och i robotsystem. Långa kylningstiderär naturligtvis inte önskvärda. För konventionella gårdar kräver mejeriföretagen att mjölken ska vara kyld till 4 C inom 2 alternativt 3 timmar efter avslutad mjölkning (d.v.s. i detta exempel med 2 timmars mjölkningstid efter totalt 4 eller 5 timmar). Det framgår av tabellen att skillnaden i bakterietal mellan de två kraven är försumbar. Vid robotmjölkning måste kraven på kylningstid formuleras annorlunda eftersom mjölkning pågår hela tiden. Kylningen påbörjas tidigare än vid konventionell mjölkning och sker med reducerad kapacitet för att motverka frysning när små volymer per tidsenhet hamnar i tanken. Till skillnad från konventionella system (2) saknas idag riktlinjer för kylning i tankar vid robotmjölkning (3). Även om skillnaden i bakteriehalt vid olika kylningshastigheter mellan 30 C och 10 C i det här fallet är måttlig så antyder den ändå betydelsen av tillräcklig kylkapacitet. Detta har ytterligare undersökts vid två hastigheter som kan motsvara otillräcklig kylkapacitet (2,5 C/timme och 5 C/timme), se tabell 3 och figur 1C. Mjölken har först förvarats 1 timme vid 30 C. C De angivna kylningshastigheterna har därefter tillämpats under hela kylningsförloppet från 30 C till 4 C. Det framgår tydligt att låg kylkapacitet leder till oacceptabelt långa kylningstider och mjölken befinner sig vid hög temperatur under en längre tid jämfört med normal kylning. Detta leder i sin tur till att lagfasen förkortas kraftigt och att bakterietalen ökar markant. Beräkningarna i tabellen bygger på en starthalt av psykrotrofa bakterier på 100/ml. Skulle anläggningshygienen vara dålig, så starthalten i mjölken blir 1000/ml så ska bakterietalen i tabellen multipliceras med 10, viket ger ett påtagligt tillskott till totalantalet bakterier i mjölken. En kylningshastighet på 15-20 C/timme i genomsnitt för första mjölkmålet är inte ovanligt i en väl fungerande anläggning.

7 Tabell 3 Inverkan av olika kylkapacitet på bakterieutvecklingen. Kylningshastighet C/timme Lagfas tim. Bakterier/ml efter 48 tim Tid till 4 C (tim) 20 28.8 310 2.3 10 24.5 440 3.6 5 15.5 1100 6.2 2.5 5.7 7700 11.3 Exempel på situationer där kylkapaciteten kan bli för låg är om kylanläggningen läcker kylvätska eller om anläggnigen är dåligt intrimmad. Problem kan också uppstå om kylkompressorernas kondensorer står i ett dåligt ventilerat utrymme där temperaturen blir hög och om kondensorn inte hålls ren från smuts och damm. Vid dålig dimensionering av kylkapaciteten i samband byte till större tank kan det också uppstå problem. Kylning till olika sluttemperaturer enligt EU-förordning 853/2004 I Sverige har vi sedan länge ett krav på att mjölken ska ha kylts ned till 4 C inom 3 timmar (alternativt 2 timmar) efter avslutad mjölkning. ISO-standard 13732 anger att mjölken från ett helt mjölkningsmål ska kunna kylas från 35 till 4 C inom 3 timmar (cirka 15 C/timme) vid varannandagshämtning (2). EU-förordningens krav (4) är att mjölken ska kylas ned till 8 C vid hämtning varje dag och till 6 C vid varannandagshämtning. Tiden för kylning anges inte, mjölken ska omedelbart kylas till de angivna temperaturerna. Tabell 4 jämför bakterieutvecklingen som resulterar som en följd av de olika kraven. Tabell 4. Bakterieutveckling vid olika kylningskrav, Sverige och EU Kylning till C Lagringstid tim Kylningstid från 30 Bakterier/ml Lagfas tim C, tim efter 24/48 tim 4 48 3.0 28 310 6 48 2.6 21 1940 8 24 2.3 16 200 Vid beräkningarna har en och samma kylningsprofil använts, med 1 timme vid 30 följt av kylning från 30 till 10 C på en timme, och 4 C uppnås efter 1 timme. Kylningstiden blir något kortare vid kylning till 6 respektive 8 C. Av tabell 2 framgår det att vid normal kylning har det mycket liten betydelse för bakteriehalten om kylningskravet från 10 C till 4 C sätts som 2, 3 eller 4 timmar förutsatt att kylningen från 30 C till 10 C är effektiv. När mjölken endast kyls till 6 C kommer lagfasen att förkortas och tillväxthastigheten ökar, jämfört med 4 C. Det resulterar i högre bakteriehalt. Vid 8 C är lagfasen 16 timmar och tillväxthastigheten ännu snabbare. Hämtningsintervallet begränsas till 24 timmar vid 8 C. och endast begränsad tillväxt kommer därför att ske. Om mjölken hämtades efter 48 timmar istället skulle tiden för bakterietillväxt vara lång och bakteriehalten bli 21 500/ml.

8 Förkylning Nedkylningstiden skulle kunna förkortas genom att mjölken förkyls innan den hamnar i tanken, antingen med isvatten direkt till 4 C eller med brunnsvatten som kan ge en mjölktemperatur på 15-20 C. Tabell 5 visar effekten av isvattenkylning. Temperaturen sänks då momentant till 4 C, vilket ger en bakteriehalt på 120/ml vid hämtning. Detta ska jämföras med 310 bakterier/ml vid normal kylning (se tabell 4). Ur bakteriologisk synpunkt behövs inte isvattenkylning vid normal kylningskapacitet i tanken. Den snabba nedkylningen medför dock att lagfasen blir längre än vid normal kylning.. Om isvattenkylningen skulle resultera i en mjölktemperatur som hamnar vid någon grad högre än 4 C så medför detta ändå att mjölkens bakterietillväxt blir lägre än vid normal kylning. Fördelen med isvatten är att tillräcklig kylkapacitet kan vara tillgänglig när det behövs oavsett kylkapaciteten i tanken, men den är mera energikrävande än konventionell kylning (5). Tabell 5. Kylning med isvatten. Iskylning till 4 C 4,5 C 5 C 6 C Lagfas tim 43 39 36 30 Bakterier/ml efter 48 tim 120 150 200 470 Men förkylning kan också göras med brunnsvattenkylning. Tabell 6 visar effekten av att förkyla mjölken till 15 eller 20 C vid två exempel på dålig kylningskapacitet i tanken (som ger kylningshastighet 2,5 respektive 5 C/timme), se även tabell 2 för normal kylning (30 C 1 timme, 30-10 C på en timme och 10-4 C på en timme, som ger 310 bakterier/ml). En momentan sänkning av mjölkens temperatur till 20 eller 15 C leder till dramatiskt sänkta bakterietal, men beroende på kombinationen av kylkapacitet och förkylningstemperatur kan tiden till 4 C ändå bli för lång. För att mejeriföretagens krav på att mjölken ska vara nedkyld till 4 C inom 2 alternativt 3 timmar efter avslutad mjölkning ska uppfyllas (i detta exempel där mjölkningstiden är 2 timmar) så måste mjölken vara nedkyld inom 4 eller 5 timmar från tidpunkten då mjölkningen påbörjades. Tabell 6 Effekt av förkylning med brunnsvatten på bakteriehalten vid otillräcklig kylningskapacitet. Kylningshastighet 2,5 C/tim Bakterier/ml efter Förkylning till 48 tim Tid till 4 C (tim) ingen, 30 C 1 tim 7700 11.4 20 C 210 6.5 15 C 140 4.5 Kylningshastighet 5 C/tim Förkylning till Bakterier/ml efter 48 tim Tid till 4 C (tim) ingen, 30 C 1 tim 1098 6.2 20 C 150 3.4 15 C 128 2.4 Förkylning med brunnsvatten är billigare än isvatten och kan vara gynnsamt även ur andra synvinklar. Genom förkylningen minskar elåtgången förkylning av mjölken i tanken. Det uppvärmda vattnet kan

9 användas som dricksvatten till korna, men även till att minska energikostnaderna ytterligare genom att förvärma vattnet till varmvattenberedaren (5). Bufferttank och oberoende hämtning En speciell situation uppstår när gården vill möjliggöra att mejeriet hämtar mjölken oberoende av mjölkningstidpunkt. Det behövs då en bufferttank som kan samla mjölken under tiden som tanken töms och diskas. Teoretiskt skulle mjölken kunna förvaras i en bufferttank utan kylning under tiden. Men en lämpligare lösning kan vara att installera en mindre kyltank som bufferttank, som ska kunna ta emot ett mjölkningsmål. Vid konventionell mjölkning kan man välja att mjölka ett helt mjölkningsmål i bufferttanken innan mjölken pumpas över i den ordinarie tanken. Kylkapaciteten i bufferttanken är inte dimensionerad för kylning av hela tankens volym i ett mål. Detta leder till långsam kylning så länge mjölken befinner sig i bufferttanken. Denna tid kan tyckas vara relativt kort, för exempelgården är mjölkningstiden 2 timmar, men om hämtningen inte sker i nära anslutning till mjölkning så kan tiden vara ett antal timmar längre. Om mjölktanken är på 4000 l måste en bufferttank på minst 1000 l installeras. Bufferttanken får sämre kylningskapacitet, som antas vara 2,5 C/timme, när tanken fylls i ett mål. För exempelgården kan kylningen påbörjas efter 15 minuter när 7% av buffertankens volym fyllts på. Mjölken står i bufferttanken under cirka 2 timmar i detta exempel. Tabell 7 sammanfattar beräkningar för olika scenarier med bufferttank. Om det inte finns kylning i tanken kommer mjölken att stå varm under cirka 2 timmar. Lagfasen blir kort och tillväxten hög. God kylkapacitet i mjölktanken (kylning med 20 C istället för 10 C per timme mellan 30 och 10 C är då viktigt för att minska tillväxten, men halterna blir ändå relativt höga (920 respektive 1300 bakterier/ml). Ännu värre blir det om tankbilen kommer först en timme senare än vanligt d.v.s. efter 49 timmar (4700/ml) eller om mjölken får stå fem timmar utan kylning (hämtning efter 53 timmar (63600/ml). Ett alternativt förfarande som är bättre ur kylningssynpunkt är att börja mjölka i buffertanken när bilen kommer och att sedan så fort som möjligt pumpa över till den vanliga kyltanken efter tömning och disk. På så sätt minimeras tiden som mjölken står okyld. Om buffertank med kylning finns så kan kylningen påbörjas efter 15 minuter och pågår sedan under 1 timme och 45 under mjölkning. Därefter pumpas mjölken över till huvudtanken. Mjölken kyls där med 10 C eller 20 C/timme till temperaturen 10 C och till 4 C på en timme (Figur 7A och tabell 7). Med detta kylningsförlopp blir bakteriehalten efter 48 timmar 850 respektive 1100 bakterier/ml, endast marginellt bättre än utan kylning. Jämför tabell 2 där exemplet med 30 C i en timme, 30 C till 10 C på två timmar och 4 C på en timme ger 460 C bakterier/ml. Om mjölken hämtas två timmar senare har bakteriehalten ökat till 2200/ml.

10 Tabell 7. Tillväxt i samband med oberoende hämtning. Bufferttank utan kylning (överst). Bufferttank med kylkapacitet 2,5 C/tim (mitten) och förkylning med brunnsvatten samt kylning i bufferttank (nederst) Tiim vid 30 C Förkylning till Kylning i bufferttank Kylning i mjölktank Tid 30-4 C Lagfas Bakterier/ml Hämtnngs- C C per timme tim tim tid (tim) 2 ingen Ingen 10 5 13.7 1300 48 2 ingen Ingen 20 4 18 920 48 3 ingen Ingen 10 6 4.5 4700 49 5 ingen Ingen 10 8 3.8 63600 53 0.25 ingen 2.5 C/tim i 1.75 tim 10 5.3 15.3 1100 48 0.25 ingen 2.5 C/tim i 1.75 tim 20 4.7 17.2 850 48 0.25 ingen 2.5 C/tim i 3.75 tim 10 6.1 11.2 2200 50 0.25 tim vid 20 C 20 2.5 C/tim i 1.75 tim 10 3.6 34.3 200 48 0.25 tim vid 15 C 15 2.5 C/tim i 1.75 tim 10 3.7 38.3 150 48 Det framgår ovan att det är svårt att uppfylla mejeriernas krav på att mjölken ska ha kylts ned till 4 C inom 3 eller 2 timmar efter avslutad mjölkning om en buffertank utan kylning används. Om mjölken hämtas senare än efter två - tre timmar efter mjölkning blir bakterietalet snabbt högt på grund av lång tid vid hög temperatur. Även med kylning på bufferttanken blir bakteriehalterna högre än normalt. Kylkapaciteten är avgörande (jämför tabell 3). Bakterietalet blir högt om tanken töms senare än efter 48 tim (2200/ml efter 50 timmar i tabell 7). Med kylning i buffertanken är det ändå lämpligt att pumpa över mjölken till den diskade kyltanken så snabbt som möjligt. Med förkylning med brunnsvatten sänks temperaturen snabbt till 15 eller 20 C. Figur 7B visar kylningsförloppet vid förkylning till 15 C. Bakteriehalten vid hämtning blir 150/ml och mejeriernas temperaturkrav kan hållas (tabell 7). Men även kylning till 20 C ger god effekt, 200/ml. Båda temperaturerna medför att den mest känsliga fasen med högst temperatur undviks. Därför blir också bakterietalen nästan i paritet med när iskylning används (tabell 5). Vid kylning till 15 C nås 10 C snabbt och därunder påverkar inte tiden tillväxten i större utsträckning (jämför tabell 2). För att försäkra sig om att mjölken kan hämtas senare än vanligt vid oberoende hämtning kan det vara lämpligt att använda förkylning som komplement till bufferttankens kylkapacitet. Med förkylning blir inte mjölken känslig försenare hämtningstider än normalt. Även förkylning till 15 C och 2 timmar i okyld bufferttank fungerar och ger 170 bakterier/ml efter kylning med 10 C/tim i kyltanken ( ej redovisat i tabell 7).

11 Figur 7. Exempel på kylningsförlopp vid bufferttank med kylning men utan (A) eller med förkylning (B). Robotmjölkning och oberoende hämtning Oberoende hämtning med AMS-system är enklare att få att fungera bakteriemässigt än konventionella system. Mjölkningen kan pågå ända fram till att tankbilen kommer och först då används buffertanken under tiden som tanken töms och diskas. Volymen mjölk som samlas under tömning och disk (cirka 1 timme) för en robot är cirka 60 l. En mycket liten tank kan användas om mjölken pumpas till huvudtanken snarast möjligt Det rör sig alltså om mycket mindre volymer som utsätts för långsam kylning och som sedan överförs till den stora kyltanken. I princip skulle det fungera med en tank utan kylning (se även tabell 1). Men vid sen hämtning uppstår samma problem med längre förvaringstider i bufferttanken som vid konventionell mjölkning med ökad risk för tillväxt i mjölken från bufferttanken. Förutsatt att kylningen i huvudtanken är konfigurerad för att kyla effektivt redan vid små volymer så påbörjas kylningen mycket snabbare och tillväxten blir mindre än i konventionella system (1).

12 Utökad besättning Tabell 8 visar ett antal fiktiva scenarier som skulle kunna inträffa om besättningen utökas. Utgångspunken är samma exempelgård som ovan, se sidan 3, med 60 kor, 4000 l tank och mjölkning av 30 kor i timmen (rad 1). På två dygn produceras 2400 liter mjölk och det finns därför utrymme för fler kor. Men antag att besättningen utökas till 200 kor och att samma tank och mjölkningsanläggning behålls i ett övergångsskede. I så fall måste hämtning ske varje dag. Mjölkningstiden blir då 6,7 timmar och tanken rymmer två mjölkningar. Om vi antar att tanken tidigare kylde mjölken med 20 C per timme så skulle det ökade mjölkvolymen per mjölkning kunna leda till att kylningshastigheten minskar till 6 C/tim. Tiden för kylning till 4 C blir 6,3 timmar, dvs en oacceptabelt lång tid. Men trots detta blir bakterietalet vid hämtning endast 150/ml (rad 2). Detta beror på att mjölken hämtas efter 24 timmar istället för efter 48 timmar (efter 48 timmar skulle bakteriehalten vara 1560/ml). Men lagfasen blir 18 timmar vilket betyder att tillväxten har startat tidigt och kommer att fortsätta i mejeriets silotank efter hämtning. Om istället kylningshastigheten var 2,5 C/timme så skulle bakterietalet för exempel 2 hamna på 1000/ml efter 24 timmar och tiden till 4 C skulle bli 11 timmar (ej redovisat i tabellen). I nästa skede inköps en ny tank på 10 000 l, men mjölkningskapaciteten är fortfarande 30 kor/timme. I detta fall antas att den nya tanken kan kyla mjölken med 20 C/timme och att mjölken hämtas efter 48 timmar. Kylningen startar först när 700 l mjölk finns i tanken, dvs efter 2,3 timmar vid 30 C. Lagfasen förkortas till 15 timmar och bakteriehalten blir 1200 bakterier/ml vid hämtning (rad 3). För att förkorta mjölkningstiden utökas mjölkningskapaciteten till 80 kor per timme och mjölkningstiden minskar då till 2,5 timmar. Resultatet av detta blir att antal kor, mjölkningskapacitet och tankvolymen är i balans och bakterietalet hamnar på 310/ml vid hämtning efter 48 timmar (rad 4). Om koantalet ökas till 400 med bibehållen mjölkningskapacitet och tankvolym så behövs det åter hämtning varje dag. Mjölkningstiden blir lång (5 timmar), liksom tiden till 4 C, eftersom kylningshastigheten halveras. Bakteriehalten i tanken blir dock låg (160/ml) på grund av att hämtningstiden är var 24e timme (rad 5). På rad 6 utökas mjölkningskapaciteten till 128 mjölkningar per timme vilket leder till att mjölkningstiden sjunker till 3.1 timmar. Men det ökade mjölkflödet gör att tanken fylls snabbare med resultat att kylningshastigheten sjunker till 6 C/timme. Mjölkens nedkylningstid till 4 C ökar till 5,8 timmar jämfört med 5 timmar på rad 5, men bakteriehalten blir ändå lägre eftersom mjölken endast står 0,5 timmar vid 30 C. Dessa beräkningar visar att är det viktigt antalet kor, mjölkningskapaciteten och tankvolymen är i balans så att mejeriföretagens kylningskrav kan uppfyllas. Det är inte önskvärt att ha långa kylningstider eftersom det påverkar mjölkens lagringsduglighet på mejeriet. Observera att alla scenarior i tabell 8 uppfyller kravet att mjölken ska ha kylts till 4 C inom 3 timmar efter avslutad mjölkning.

13 Tabell 8. Utökad besättning. Effekt av olika för ändringar i mjölkningskapacitet, tankvolym och kylningshastighet Antal kor Mjölkning antal kor/tim Mjölkngstid tim Tankvolym liter Tim vid 30 C Kylningshastighet C/tim (30-10 C) Tid 10-4 C tim Liter per mjölkning Hämtning efter tim Tid till 4 C Lagfas tim Bakterier/ml vid hämtning 60 30 2 4000 1 20 1 600 48 3 28 310 200 30 6.7 4000 1 6 2 2000 24 6.3 18 150 200 30 6.7 10000 2.3 20 1 2000 48 4.3 15 1200 200 80 2.5 10000 1 20 1 2000 48 3 28 310 400 80 5 10000 1 10 2 4000 24 5 24 160 400 128 3.1 10000 0.5 6 2 4000 24 5.8 23 100 Avslutande kommentarer I denna rapport har modellberäkningar gjorts för en gård med 60 kor med konventionell mjölkning av 30 kor per timme, 2 gånger per dygn. Mjölkmängden per ko antas vara 10/l mjölkning. Kyltanken rymmer 4000 l och kylningen startar efter en timme när 7% av tankvolymen fyllts på. För jämförbarhetens skull har mjölkens initiala bakteriehalt antagits vara 100/ml i alla beräkningar. Detta antas motsvara en relativt god hygiennivå (6). Men kunskapen om verkliga halter på svenska gårdar saknas i stort sett. Sannolikt finns det gårdar med god hygien som har 10 psykrotrofa bakterier/ml medan andra kan ha t.ex. 1000/ml (1). Beräkningarna i denna rapport ska därför betraktas i första hand för att kunna jämföra olika kylningsförlopp. De verkliga halterna kan vara både lägre eller högre. Eftersom bakteriehalten har betydelse för bedömningen av risken med olika kylningsförlopp finns det behov av ytterligare kunskap. Låg halt av psykrotrofa bakterier i mjölken från gården ökar marginalerna för förvaring av mjölk i mejeriets silotankar. Det kan tyckas märkligt att bakterietillväxten blir i stort sett marginell sedan mjölken kylts till 10 C eller lägre, vid efterföljande kylning till 4 C. Ännu märkligare kan den goda effekten av förkylning till 20 eller 15 C vara. Förklaringen ligger i den hastighet som lagfasarbetet sker med vid olika temperaturer. Den är proportionell med temperaturen i kvadrat. Vid 30 C förbrukas lagfasen cirka 130 gånger snabbare än vid 4 C (tabell 9). När temperaturen sjunker minskar hastigheten snabbt. När dessutom bakterietillväxthastigheten ökar exponentiellt med temperaturen blir resultatet en avsevärt högre bakterietillväxt vid 30 och 25 C och en relativt blygsam tillväxtförmåga vid 20 och 15 C, medan tillväxten blir nästan försumbar under 10 C. Tabell 9. Jämförelse av lagfasarbete och bakterietillväxt vid olika temperaturer i jämförelse med 4 C Temperatur Relativ hastighet för lagfasarbetet Relativ tillväxt under 10 timmar 30 130 154000 25 70 5600 20 37 330 15 16 32 20 6 5 8 3 3 6 2 2 4 1 1

14 Referenser 1. A. Christiansson. Inverkan av kylningsförloppet på tillväxt av bakterier i gårdstankmjölk. LRF Mjölk rapport 8002 (2014) 2. Svensk Standard SS-EN 13732 (2013). Livsmedelsmaskiner- Mjölkkyltankar för lantgårdar Säkerhets-, utförande- och hygienkrav 3. Svensk Standard SS-EN 20966 (2007) Automatic milking installations- Requirements and testing 4. Förordning (EG) 853/2004. Europaparlamentets och rådets förordning om fastställande av särskilda hygienregler för livsmedel av animaliskt ursprung. 5. Lars Neumann, LRF Konsult. Handbok i energieffektivisering (2013), del 10 Mjölkning. 6. Anders Christiansson, Inger Andersson, Mats Gyllensvärd och Martin Sundberg. Samband mellan bakterietal och diskparametrar på AMS-gårdar Förstudie. Kompletterande uppgifter. Svensk Mjölk rapport 8004 (2014).