Охладители молока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.Введение

Свежее молоко обладает высокими вкусовыми и питательными свойствами. Однако при благоприятных условиях в молоке размножаются бактерии, способствующие его скисанию. Скорость размножения бактерий зависит главным образом от температуры молока. Так, у свежевыдоенного молока, обладающего бактерицидными свойствами, период задержки развития бактерий длится до трёх часов, у быстро охлаждённого молока до температуры 10° С - 24 часа, а у охлаждённого до 5° С - 36 часов. Поэтому в целях более длительного сохранения бактерицидной фазы необходимо свежевыдоенное молоко как можно скорее охладить.

Существует несколько способов охлаждения молока. Выбор того или иного способа зависит от многих факторов, в частности от количества молока, наличия артезианской воды, обеспеченности хозяйства электроэнергией для получения "искусственного" холода, типа охладителя и т.д. Наибольшее распространение получили оросительные охладители и танки - охладители. Охладители бывают плоские, круглые, открытого или закрытого типа; одно- и двухсекционные; прямоточные (параллельные) или противоточные. На рабочие поверхности оросительных охладителей молоко поступает самотёком или под напором и стекает тонким слоем навстречу или параллельно хладоагенту, движущемуся по другой стороне поверхности. При этом тепло от молока передаётся охлаждающей жидкости. В качестве охлаждающей жидкости применяют холодную воду, добытую из глубоких скважин (температура такой воды не выше 10°С), ледяную воду, охлаждённую во фригаторах или при помощи холодильных установок до температуры 0 - 4°С, и рассол, охлаждённый при помощи холодильных машин и имеющий минусовую температуру.

Охладители, в которых охлаждающая жидкость движется сверху вниз в одном направлении с молоком, называют параллельным или прямоточным, а охладители, в которых охлаждающая жидкость движется под напором навстречу охлаждаемому молоку, - противоточными. Противоточный режим охладителя наиболее эффективный. Конечная температура молока тем ниже, чем меньше начальная температура молока и воды. Разность между температурой охлаждённого молока и начальной температурой воды обычно составляет от 2 до 5°С. чем лучше охладитель, тем меньше эта разность. Например, при начальной температуре воды 10°С в односекционном противоточном охладителе молоко можно охладить до температуры 12…15°С. для достижения глубокого охлаждения необходимо использовать воду с более низкой температурой или рассол. Например, для охлаждения молока до 8°С необходима вода с температурой 3…6°С, а для глубокого охлаждения молока до 4…6°С применяют рассол, имеющий минусовую температуру (-10…-12°С). Вода, пройдя через охладитель, получает от молока теплоту и нагревается до 16…19°С; в зимнее время эту воду используют для поения коров и телят.

При помощи холодной водопроводной воды, добытой из глубоких скважин, можно "отнять" от молока до 80…85% излишней теплоты и тем самым в 4…5 раз уменьшить мощность холодильных установок и соответственно расход электроэнергии. Для глубокого охлаждения молока (до 4 - 6°С) его временного хранения в охлаждённом виде на молочно-товарных фермах используют танки - охладители. Молочная цистерна танка имеет водяную рубашку, обеспечивающую циркуляцию охлаждающей жидкости между стенками танка. Теплоизоляционный слой препятствует повышению температуры внутри цистерны и обеспечивает сохранность молока с заданной температурой. Танки - охладители могут быть со встроенными холодильными агрегатами и без них. В последнем случае танк работает вместе с холодильной установкой.

Кроме танков - охладителей на фермах используют танки - термосы, имеющие только термоизоляцию, что позволяет хранить в них охлаждённое молоко. При разнице температур окружающего воздуха и охлаждённого молока, равной 20°С температура молока за 12 часов хранения в таком танке - термосе повышается не более, чем на 1°С.

Охладители молока можно классифицировать по следующим показателям:

По характеру соприкосновения с окружающим воздухом -- открытые (оросительные) и закрытые (проточные).

По профилю рабочей поверхности -- трубчатые и пластинчатые.

По числу секций -- одно- и многосекционные.

По форме -- плоские и круглые.

По воздействию на теплообменные среды -- напорные, вакуумные и гравитационные.

По относительному направлению теплообменных сред -- прямоточные, противоточные и с перекрестным движением.

2.САНИТАРНЫЕ ПРАВИЛА ПО УХОДУ ЗА ДОИЛЬНЫМИ УСТАНОВКАМИ И МОЛОЧНОЙ ПОСУДОЙ, КОНТРОЛЮ ИХ САНИТАРНОГО СОСТОЯНИЯ И САНИТАРНОГО КАЧЕСТВА МОЛОКА

Для получения доброкачественного и стойкого к хранению молока все молочное технологическое оборудованием (охладители молока, насосы, емкости для хранения молока), транспортныемолокопроводы, а также мелкий инвентарь (ведра, подойники, молокомеры, цедилки, фильтры и др.)должны подвергаться санитарной обработке сразу же по окончании производственного процесса (дойки, отправки молока на заводи т. д.) . Посуда, преодазначенная для обмывания вымени, должна быть маркирована.

Санитарная обработка молочного оборудования выполняется путем последовательного проведения следующих операций:

· предварительное ополаскивание проточной теплой (30 ± 5 °С)* водой для удаления остатков молока;

· циркуляционная промывка горячим (60 ± 5 °С) раствором моющего средства для удаления белково-жировой пленки;

· дезинфекция для уничтожения патогенной 1 микрофлоры и снижения бактериальной загрязненности;

· кислотная обработка для удаления "молочного камня";

· заключительное ополаскивание водопроводной водой для удаления остатков моющего и дезинфицирующего растворов;

В случае применения моюще-дезинфицирующего средства вторую и третью операции совмещают.

Вода для ополаскивания молочного оборудования и приготовления моюших и дезинфицирующих растворов должна отвечать требованиям ГОСТ 2874-8

· "Вода питьевая";

· общее количество бактерий в 1 мл неразбавленной воды не более 100;

· количество бактерий группы кишечных палочек в 1 л воды (колииндек) не более 3;

· наименьшее количество воды" выраженное в миллилитрах, в котором обнаружена кишечная палочка (коли-титр) не менее 333.

По согласованию с территориальными санэпидстанциями и органами государственного ветеринарного надзора допускается для санитарной обработки оборудования использование воды шахтных колодцев: содержание бактерий группы кишечных палочек в 1 л не должно превышать 10, коли-титр не менее 100 ("Санитарные правила по устройству и содержанию колодцев и каптажей родков, используемых для децентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения", утвержденные Министерством здравоохранения СССР, 1975 г.)

Во всех случаях вынужденного использования источников децентрализованного водоснабжения необходимо согласование с территориальными санэпидстанциями.

Для проведения санитарной обработки молочного оборудования на каждом производственном объекте (молочная ферма и др.)

· молочная должна быть обеспечена горячей водой;

· емкостью (ванна, таз, бак) для обработки наружной поверхности переносных доильных аппаратов и молочной посуды отвидимых механических загрязнений;

· емкостью для хранения моющих и дезинфецирующих средств в объеме не менее 1-2-суточной потребности;

· устройством для циркуляционной промывки доильных аппаратов;

· стеллажами для сушки и хранения чистой молочной посуды и другого мелкого инвентаря;

· набором ершей и щеток; кружкой для дозирования средств.

Производственные и вспомогательные помещения

1. Производственные цехи следует размещать преимущественно в отдельных от бытовых помещений зданиях. Проектно-конструктивные решения могут предусматривать много- или одноэтажные производственные здания. Для предприятий молочной промышленности, блокированных с производствами других отраслей промышленности, предпочтительнее строительство одноэтажных производственных корпусов.

2. Расположение производственных цехов должно обеспечивать поточность технологических процессов; технологические коммуникации (молокопроводы) - наиболее короткие и прямые потоки сырья и готовой продукции.

3. У входа в здания предприятий должны быть предусмотрены скребки, решетки или металлические сетки для очистки обуви от грязи, а внутри зданий при входе в производственные цеха и бытовые помещения - дезинфицирующие коврики.

4. Приемка молока в зависимости от профиля молочных предприятий, их мощности и расположения должна производиться в закрытом помещении или на разгрузочной платформе с навесом.

Платформы или помещения для приемки должны быть оборудованы кронштейнами и шлангами для перекачивания молока. Шланги для откачивания молока из фляг или через люк цистерны должны заканчиваться наконечником из нержавеющей стали длиной 80 - 100 см. Для откачивания молока из цистерн следует использовать шланги с накидной гайкой, подключаемые к входным патрубкам цистерн.

3. САНИТАРНЫЙ КОНТРОЛЬ МОЛОКА

· Лабораторный контроль молока на механическую и общую бактериальную загрязненность нужно проводить не реже 2 - 3 раз в месяц.

· Механическую загрязненность молока определяют с помощью прибора "Рекорд" (он состоит из полого алюминиевого цилиндра, имеющего конусообразный конец, к которому плотно прилегает подвижная пластинка с сеткой).

· На сетку кладут ватный или фланелевый фильтр диаметром 28 - 30 мм, а под прибор ставят посуду для стекания профильтрованного молока. Через фильтр пропускают пробу молока объемом 0,25 л.

Первая группа: на фильтре нет частиц механической примеси.

Вторая группа: на фильтре отдельные частицы механической примеси.

Третья группа: на фильтре заметный осадок мелких или крупных частиц механической примеси (волоски, частицы сена, песка).

Примечание. Группа механического загрязнения молока определяется по эталону ГОСТ 8218-56 или таблице для определения степени чистоты молока (ВНИИВС), соответствующей ГОСТ.

4. Сравнительная оценка существующих отечественных и зарубежных конструкций резервуаров охладителей молока

Современное молочное производство немыслимо без охладителя молока. Тем более, при существовании достаточно жестких норм по наличию в этом полезном продукте микрофлоры и, к тому же, при полном запрете на использование антибиотиков.

Хорошее и качественное оборудование позволяет накапливать, быстро охлаждать и хранить большие объемы молока.

Сейчас на рынке представлено огромное количество танков охладителей молока. Как правило, резервуары везут из-за границы. Хотя есть и отечественные производители этой продукции. В любом случае - выбор достаточно большой.

Главное, учитывать несколько важных моментов.

Прежде всего, танк охладитель молока должен сохранить качество молока, а не просто охладить его до нужной температуры. Поэтому неплохо, если нужное вам оборудование будет оснащено фильтром, позволяющим удалить вредные примеси, содержащие бактерии. Еще одна важная деталь - скорость охлаждения. Надо помнить, что снижение температуры молока с + 34 до +4-6 градусов не должна занимать более 2-3 часов. К тому же, покупка новых танков охладителей молока в России скоро станет неизбежной. Уже сейчас во многих регионах охлажденное молоко принимают по более высокой цене. Кроме того, наблюдается тенденция к ужесточению требований местных властей к качеству молока. Очень часто они сильно ограничивают, а то и вовсе запрещают прием неохлажденного молока.

Что отличает танки Mueller от отечественных танков (УЗМ-10)?

Танки-охладители молока Mueller модели "О"

Модель «О» (рис.1) характеризуется сочетанием быстрого охлаждения с низким потреблением энергии, чему способствует овальная форма танка. Благодаря этой форме охлаждающие пластины, установленные в нижней части ёмкости, занимают максимальную площадь и обеспечивают более эффективный теплообмен между молоком и охлаждающим газом. Это делает возможным высокоэффективное охлаждение независимо от количества. Mueller с автоматом промывки и контроля Hugenius. Автомат Hugenius с микропроцессорным управлением имеет несколько стандартных программ промывки и может быть оптимизирован, чтобы отвечать различным условиям ферм. Работа оператора облегчена благодаря автоматической дозировке. Hugenius имеет низкий уровень потребления воды и возможности для повторного использования моющей воды. Пластинчатый охладитель Р30 быстро и эффективно охлаждает молоко пред тем, как оно попадает в танк - накопитель. Это сокращает время работы компрессора и экономит эксплуатационные расходы. Предварительное охлаждение в потоке сокращает рост числа бактерий и, следовательно, помогает получить молоко высокого качества. Новые быстросъемные муфты делают работу с охладителем и его сервисное обслуживание легким.

По сравнению с охладительной системой прямого расширения, эта технология охлаждает молоко ниже 10С при потреблении только 50 % обычной мощности в час. Это отвечает требованиям молочных ферм в районах, имеющих плохое электроснабжение или недорогие ночные тарифы.

Рис.1 «Mueller»

Преимущества:

1. Превосходное качество сварки.

Все танки-охладители молока Mueller бесфланцевые, ручной сварки, что исключает возможность деформации и обеспечивает высокую степень гигиены. Таким образом, при изготовлении не используется сварка роботом, т.к. она недостаточно ровная и не соответствует голландским стандартам молочной промышленности.

2. Отсутствие деформаций.

Mueller - это единственные танки, изоляция которых состоит из изоляционных пластин вместо пены. Благодаря этим пластинам поверхность танка гораздо прочнее и это предотвращает деформацию. Охладительные танки других марок легко деформируются и, таким образом, теряют свою ценность как б/у танки. Также пена образует воздушные пробки, создающие проблемы с изоляцией и образованием конденсата на танке.

3. Отсутствие пластиковых частей.

Все части танка Mueller изготовлены из нержавеющей стали, что облегчает промывку танка и увеличивает срок его службы. На пластиковых частях образуются трещины при низких температурах, и они быстро изнашиваются. Конструкция танка Mueller такова, что она защищает уязвимые места танка (например, кожухи насосов) и обеспечивает большую надёжность.

4. Идеальная отделка /обработка/ оформление.

Лестницы из нержавеющей стали, промывочная установка, трубопровод системы промывки, отверстия танка. Каждая часть танка сконструирована с целью оптимального соответствия его предназначению и изготовлена с предельной точностью. Также по конструкции танки длинные и широкие, что позволяет занимать как можно меньше места, (также это означает меньшие затраты на транспортировку). Вот почему танк выглядит лучше и наиболее удобен в использовании.

5. Самая надёжная из всех существующих система промывки.

Промывка танков Mueller производится шаровыми форсунками. Эти шаровые форсунки не имеют движущихся частей и, поэтому, никогда не ломаются. Промывка других марок танков производится при помощи встроенной системы перемешивания и вращающихся разбрызгивающих устройств, которые неизбежно выйдут из строя и потребуют дорогостоящего ремонта.

6. Цельная опорная рама.

Танки Mueller установлены на раме из нержавеющей стали, на которую танк опирается по всей своей длине. Рама поддерживается многочисленными /несколькими/ регулируемыми ножками, при помощи которых танк можно расположить точно под необходимым углом.

7. Максимально эффективное охлаждение при помощи пластинчатого охладителя.

Секрет высокой эффективности танка Mueller заключается в уникальной конденсационной пластине. Эта пластина, сваренная точечной сваркой, обеспечивает перемещение холода, выделяемого охлаждающим газом, к молоку равномерно и на необходимую высоту. В то же время, внутренний танк со стенками толщиной 2 мм гарантирует 100% надёжность (могут использоваться все типы охлаждающих газов). Танки Mueller имеют две конденсационных цепи для быстрого и эффективного охлаждения. Другие танки имеют более толстые пластины (более высокий поиск образования течей) или альтернативный медный трубопровод и одну конденсационную цепь, что вызывает более длительное и менее эффективное перемещение фреона.

8. Концепция полной/тотальной промывки.

Система промывки промывает не только танк, но также и выпускное отверстие. Благодаря этому в самом отдалённом выпускном отверстии танка не остаётся молоко и, таким образом, не требуется дополнительной ручной промывки.

Установки для охлаждения молока УЗМ-10 (Рис.2.)

Рис.2 УЗМ-10

Предназначена для сбора, охлаждения молока от 35 до 4єС и его временного хранения (до 48 ч) при температуре не выше плюс 5єС до перевозки на дальнейшую переработку. Установка рассчитана на прием и охлаждение молока четырех удоев. Установка комплектуется рекуператором тепла, осуществляющим в процессе охлаждения молока нагрев воды на технологические нужды. Установка комплектуется также системой автоматической промывки молочной емкости. Область применения установки - молочно-товарные фермы и комплексы с производством молока до 2500 л за одну дойку.

Особенности конструкции разработанных охладителей молока УЗМ-10:

1. Непосредственное охлаждение, испаритель выполнен с применением лазерной сварки.

2. Закрытый изотермический танк, выполненный из пищевой корозионностойкой стали соответствует требованиям отечественных и международных стандартов.

3. Автомат управления процессом охлаждения, хранения и санитарно-гигиенической обработки отечественного производства адаптирован к условиям энергоснабжения в сельской местности республики.

4. Возможность интеграции в АСУ ТП МТФ. Встроенная система контроля уровня молока.

5. Энергосберегающая функция - пропорциональное регулирование холодопроизводительности.

6. Высокоэффективная теплоизоляция на основе пенополиуретана.

7. Рекуперация тепла -- подогрев 500 л воды до 55 єС за 1 цикл охлаждения.

8. Конструкция соответствует требованиям Евростандарта ISO 5708.

5. РЕЗЕРВУАР-ОХЛАДИТЕЛЬ МОЛОКА ТОМ-2А

Свежевыдоенное молоко имеет естественную устойчивость к развитию бактерий в течение трех часов. Этот период называется бактерицидной фазой. Существующая на большинстве молочно-товарных ферм организационно-технологическая схема получения молока (дойка, транспортировка в резервуар-охладитель, охлаждение) не позволяет получить его высокого качества, так как продолжительность всех операций составляет до 4 ч и более.

Применение современных организационно-технологических схем и оборудования в местах сбора молока позволяет продлить бактерицидную фазу сырья и сохранить его качество на более длительный срок.

ТОМ-2А Изобретение относится к охлаждению и хранению жидкостей, точнее молока.

Для сохранения биологических свойств молока широко применяется охлаждение и хранение молока с помощью холодильных машин.

Стационарный охладитель молока содержит фреоновую или аммиачную холодильную машину, промежуточный хладоноситель и теплообменник, смонтированный в молочном резервуаре. Этот охладитель молока принят за базовый.

Стационарные охладители молока монтируются в отдельных помещениях на молокозаводах или в крупных молочных хозяйствах. Молоко с мелких ферм необходимо после дойки перевозить для охлаждения и хранения на стационарный охладитель молока, что приводит к снижению качества молока. Кроме того, стационарный охладитель молока имеет сложную конструкцию и повышенные расходы энергии на охлаждение молока. Это является недостатком стационарных охладителей молока.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является охладитель молока, используемый для охлаждения парного молока после дойки непосредственно на молочных фермах, перед отправкой на молокозавод. Охлаждение производится от температуры парного молока 36°С до температуры 6-8°С. Скорость охлаждения на (Рис.4.)

Охладитель ТОМ-2А является автоматизированным агрегатом, состоящим из фреоновой холодильной машины, ванны для молока, мешалки с электроприводом и системы охлаждения.

Парное молоко в молочную ванну заливается через фильтр. В ванне молоко перемешивается мешалкой для интенсификации процесса теплообмена. Наружная поверхность ванны орошается ледяной водой. Отепленная вода стекает в нижнюю часть корпуса охладителя, где размещается панельный испаритель холодильной машины. Вода омывает испаритель, охлаждается и центробежным насосом через фильтр снова подается в систему орошения молочной ванны.

При достижении температуры молока 6°С термореле, установленное в схеме охладителя молока, отключает холодильную машину, водяной насос для орошения ванны ледяной водой и мешалку. Повторное включение охладителя молока производится при температуре 8°С.

Недостатком охладителя ТОМ-2А являются повышенные энергетические затраты на охлаждение молока, поскольку отвод тепла от молока происходит через две металлические стенки: в молочной ванне и во фреоновом испарителе. Кроме того, для организации циркуляции промежуточного хладоносителя необходим теплоизолированный резервуар ледяной воды, водяной насос и т.д. Все это усложняет конструкцию охладителя и приводит к дополнительным затратам энергии.

Целью изобретения является снижение удельного расхода энергии на охлаждение молока, упрощение конструкции охладителя молока и улучшение его экологичности. Указанная цель достигается за счет замены фреоновой холодильной машины на вакуумный насос.

Известно, что при вакуумировании потерь жидкости ниже давления насыщения происходит частичное испарение и кипение жидкости, сопровождаемое поглощением тепла и снижением температуры жидкости за счет эндотермического процесса (аналогичные процессы происходят в испарителе фреоновой холодильной машины при откачке паров фреона компрессора). Поскольку молоко является раствором белковых тел в воде, испарение части воды из молока повышает его жирность.

В предлагаемой конструкции вакуумного охладителя молока снижение удельного расхода энергии связано с тем, что физический эффект охлаждения при вакуумировании выполняется непосредственно на рабочем теле молоке, в то время как при использовании холодильной машины отвод тепла от молока к фреону происходит через металлические стенки с дополнительными затратами энергии.

При замене фреоновой холодильной машины на вакуумную систему значительно упрощается конструкция охладителя молока, а отказ от использования фреона повышает ее экологичность.

Приведенные особенности предлагаемого охладителя молока создают существенные отличия от прототипа и других конструкций и в технической и патентной литературе не описаны.

Рис.3. резервуар-охладитель молока ТОМ-2А

1-водяной насос, 2-фильтр, 3-изоляция, 4-молочная ванна, 5-испаритель, 6-мешалка, 7 и 8-система орошения, 9-фильтр для молока, 10-сливной кран, 11-компрессор, 12-шкаф управления.

Корпус резервуара - охладителя является основанием бака аккумулятора холода, в котором смонтирован панельный испаритель. Снаружи корпус изолирован специальным материалом и покрыт декоративным пластиком. В корпусе установлены молочная ванна и система орошения . Молоко сквозь фильтр 9 поступает в молочную ванну, в которой охлаждается во время работы системы орошения. Охлаждающая вода из корпуса резервуара поступает в коллектор и подается насосом сквозь фильтр 2 в систему орошения. Через отверстия в трубах вода омывает наружную поверхность ванны, охлаждая ее стенки и днище. Отработанная вода стекает во внутреннюю ванну. Днище молочной ванны имеет уклон к крану 10 для слива молока. Конечная температура молока в ванне поддерживается автоматически. Внутренняя ванна - аккумулятор холода. Вода, соприкасаясь со льдом, намороженным на панелях испарителя, вновь охлаждается.

Для аккумуляции необходимого количества холода холодильную машину включают перед циклом охлаждения за 3…4 часа. После намораживания на панелях испарителя около 400 кг льда срабатывает температурное реле, и компрессор автоматически выключается. Танк-охладитель работает в автоматическом режиме при температуре окружающего воздуха не более 30°С. При температуре окружающего воздуха до 35°С может работать в автоматическом режиме, но с меньшей производительностью. При ручном управлении сохраняет работоспособность при температуре окружающего воздуха до 40°С.

Приборы автоматики, кроме управления работой танка-охладителя, обеспечивают также защиту и выключение установки при аварийном состоянии.

Предлагаемый охладитель молока схематично изображен на (Рис.3.)

Он состоит из молочной ванны и вакуум-насоса, смонтированных на общей раме. Для снижения теплопритоков снаружи ванны нанесена теплоизоляция. Ванна имеет жидкостную и газовую полости. Газовая полость соединена с вакуум-насосом через вентиль. Заливка молока осуществляется через фильтр, установленный в горловине с откидывающейся крышкой. Уровень молока контролируется мерной линейкой. Слив молока из ванны осуществляется через молочный кран . Для предотвращения попадания молока в вакуумный насос жидкостная полость должна быть снабжена ограничителем уровня молока (на чертеже не показан), который фиксирует объемы жидкостной и газовой полостей.

Управление работой охладителя молока происходит с помощью термореле.

Вакуумный насос подбирается таким образом, чтобы давление всасывания было ниже давления насыщенного пара воды в рабочем диапазоне температур от 36°С до 6°С. Давление насыщения при температуре 36°С равно 6 КПа (44,6 мм рт. ст. ), а при температуре 6°С равно 1 КПа (7,6 мм рт.ст.). Этим условиям удовлетворяет большинство современных вакуумных насосов. Например, плунжерные насосы серии НВЗ имеют давление всасывания на номинальном режиме не выше 0,13 КПа, и в них допускается вакуумирование водяных паров.

Техническая характеристика резервуара - охладителя молока ТОМ - 2А

Производительность при охлаждении молока, л/сутки	5400-7200
Вместимость ванны, л: Геометрическая - Рабочая -	2500 1800
Время, ч: Аккумуляции холода - Охлаждения молока -	3-4 2-2,5
Температура молока, °С Поступающего - Охлажденного -	36 6
Холодильная установка	МХУ - 12 Т
Холодопроизводительность, ккал / ч	8500
Электродвигатель компрессора: Мощность, кВт - Число оборотов, мин-1 -	5,5 2910
Электродвигатель мешалки: Мощность, кВ - Число оборотов, мин-1 -	0,27 1400
Конденсатор: Марка Поверхность теплообмена, м2	КВ -75 75
Хладагент	фреон - 12
Смазочное масло	Ф - 12 - 18
Водяной насос системы орошения: Марка Производительность, м3 / ч	15 - КМ - 6 8,6
Габаритные размеры (высота с мешалкой), мм	4040; 1670 ; 1764
Масса , кг	1522

Рис.4. Скорость охлаждения молока в резервуаре ТОМ-2А

При применении комбинированной схемы охлаждения (Рис.5.), молоко предварительно охлаждается до температуры 10-15°С в пластинчатом охладителе артезианской водой, а затем доохлаждается в резервуаре-охладителе. Это позволяет использовать холодильный агрегат пониженной мощности и снизить затраты электроэнергии по сравнению с другими схемами при охлаждении одного и того же объёма молока. Перед второй дойкой молоко перекачивается в резервуар-термос, где и хранится до отправки. Исключение смешивания молока разных доек положительно сказывается на его качественных показателях.

Преимущества

- снижение затрат на электроэнергию

- молоко разных доек не смешивается



Рис.5. КОМБИНИРОВАННОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ.

Работа охладителя молока осуществляется следующим образом.

После заливки парного молока с температурой 36°С горловина герметизируется, включается вакуумный насос и открывается вентиль 5. Вначале за короткое время из газовой полости откачивается остаточный воздух, а за ним начинают откачиваться водяные пары. Для восстановления равновесного состояния происходит выпаривание воды из молока, за счет чего температура молока понижается. При достижении температуры молока +6°С термореле , находящееся в объеме молока, отключает вакуумный насос.

При повышении температуры молока за счет теплопритоков до +8°С вакуумный насос включается повторно. Расчеты показывают, что при использовании молочных ванн небольшой емкости (до 250 л) и выборе качественной теплоизоляции теплопритока к молоку будут настолько низкие, что повышение температуры до 8°С будет происходит в течение 10-12 ч.

Эффективность предлагаемого охладителя молока подтверждается следующим расчетом затрат энергии на охлаждение 1000 кг молока.

· Количество холода, необходимое для охлаждения молока, определяется по формуле:

где , m- масса молока; - теплоемкость молока ; Дt величина охлаждения молока. ()

· Количество воды, испарившееся при вакуумировании молока и необходимое для покрытия затрат холода Q на охлаждение молока, определяется по формуле:

где, r- скрытая теплота парообразования;

при температуре 36°С ; r = 2,416

при температуре 6°С ; r= 2,486

Принимая 2,451 , получаем:

· Относительная доля воды, испарившейся из молока (повышение жирности молока):

· Удельный объем водяного пара рассчитывается как среднеинтегральная величина:

()

· Удельная работа затраченная на вакуумирование 1 кг водяного пара в реальном вакуум-насосе:

где, =2,7 КПа выбирается из таблицы при = ();

=108 КПа давление нагнетания;

= 0,55 КПД реального вакуум-насоса (для мокрых вакуум-насосов);

· Полная работа L, затраченная на вакуумирование кг водяного пара

· Тепловой поток, отбираемый хладоносителем от молока, определяется по формуле:

G = (- )

где: Qм - подача молока, кг/с;

см - теплоемкость молока, Дж/ кг·град;

tн м и tк м - начальная и конечная температуры молока, соответственно.

Cравнение затрат энергии на охлаждение 1000 кг молока.

Согласно ГОСТ 11116-82 "Резервуары молочные" для фреонового охладителя с промежуточным хладоносителем затраты энергии не должны превышать 30 кВтя ч.

Реальные затраты энергии в охладителе ТОМ-2А определяем следующим образом.Время непрерывной работы, включая аккумуляцию холода и охлаждение молока ф 4,6 ч . Коэффициент машинного времени, с учетом остановки холодильной машины K 0,92 .Суммарная мощность холодильной машины, мешалки и насоса ледяной воды еN 7,87 кВт.

· Затраты энергии на охлаждение 1800 л молока:



еN* ф* K=47.78 (

· Затраты энергии на охлаждение 1000 л молока:

· Затраты электроэнергии на охлаждение 1000 кг молока в вакуумном охладителе равны:

т.е. в =2,42 раза меньше, чем в прототипе.

Предлагаемый охладитель молока обладает следующими преимуществами перед охладителем ТОМ-2А (прототипом): снижается расход энергии на охлаждение 1000 кг молока более чем в 2 раза; упрощается конструкция за счет отказа от фреоновой холодильной машины; повышается жирность молока; повышается экологическая чистота конструкция за счет отказа от фреона, разрушающего атмосферу.

6. Эксплуатация резервуара охладителя молока

Танк ТОМ-2А, горизонтальный, негерметизированный, с лопастной мешалкой, снабжен водяной рубашкой и теплоизоляцией, оборудован встроенным холодильным агрегатом МХУ-12Т (АК-12), обеспечивающим холодопроизводительность 35,7 Мдж/ч. Холодная вода орошает корпус ванны снизу и с боков из системы труб. Она отбирает тепло от стенок и стекает вниз к испарителю холодильной машины, охлаждается и вновь подается насосом в трубы.

Охлаждение молока с начальной температурой 35 .С до температуры 7 .С продолжается около 2,5 ч.

Агрегат автоматизирован, но может работать и на ручном управлении. Для аккумулирования холода на панелях испарителя можно намораживать лед. Процесс намораживания продолжается около 3,5 ч. При ручном режиме работы рукоятку пакетного переключателя ставят в положение «ручн.», а по окончании намораживания переводят ее в положение «отключено» и подают молоко.

В автоматическом режиме компрессор установки, вентилятор, насос и мешалка включаются в работу при соответствующем положении рукоятки переключателя режима после окончания процесса намораживания. При длительном хранении молока процесс намораживания повторяют. При повышении температуры молока, хранимого в танке, на 1 .С система автоматики включает

в работу холодильный агрегат и выключает его, когда температура молока понижается до 7 .С.

Стоимость конструкции.

Объём, л	Вес, кг	Напряжение/ частота/ фаза	Номинальный ток	Пусковой ток	Количество доений	Габариты ШхДхВ, мм	Цена с НДС, руб.
2500	1522	380V-400V 50Hz, 3~	7Б	11,4Б	4	2700х1830х1550	520 000



Список литературы и интернет источники

1. Б.И.Вагин; В.В.Коновалов-«Лабораторный практикум по механизации и технологии животноводства.»

2. Криворотько В.Н.; Ивановский Н.Н. - «ОХЛАДИТЕЛЬ МОЛОКА»

3. http://ru-patent.info/20/30-34/2033035.html

4. http://www.mmrusskih.ru/index.php?id=20

Размещено на Allbest.ru

...