Реферат на тему охлаждение молока
Обновлено: 19.05.2024
Быстрое и эффективное охлаждение молока абсолютно необходимо для сохранения его качества. При выходе из вымени молоко имеет температуру около 35 °C, и тепло, содержащееся в свежем молоке, необходимо быстро удалить. Сразу после доения молоко сохраняет естественную сопротивляемость бактериям, но последующий рост микроорганизмов может быть сведен к минимуму только путем быстрого охлаждения молока в хранилище до температуры приблизительно от 4 °C до 6 °C.
Компания ДеЛаваль предлагает самый полный ассортимент технического оборудования для охлаждения молока на фермах по всему миру, так как мы понимаем, насколько важным для производства высококачественного молока является его эффективное охлаждение.
Если выбор танка-охладителя молока — вопрос для Вас не праздный, и Вы не хотите ошибиться при покупке дорогостоящего оборудования, то потратьте несколько минут и прочтите эту статью.
Категории качества молока
Существует две категории, за которые платят переработчикам молока сельхоз производители — это количество и качество молока. К качеству продукта относится чистота молока, кислотность, бактериальную обсемененность, плотность Если молоко животного достаточно высокого качества, то основной задачей является сохранение этого молока, до момента поступления в переработку. Поэтому, помимо предъявляемых требований гигиенических и зоотехнических, существуют технологические требования, одним из которых является охлаждение молока при приемке, за счет охладителей молока.
Охлаждение и хранение молока
Охлаждение молока — это самый важный фактор для поддержания качества продукта после доения. Скорость охлаждения молока оказывает огромное влияние на содержание бактерий в сыром (не пастеризованном) молоке. После того как подоили, необходимо как можно скорее охладить молоко. Охлаждать молоко необходимо до температуры ниже 4 градусов Цельсия. Если температура будет более высокой, то сразу же возрастает количество бактерий.
Требования к охлаждению и хранению молока
Как упоминалось ранее, молоко нужно охладить до температуры 4 гаруса Цельсия или ниже. Но при этом охладить молоко нужно в течение 3,5 часов после начало доения. Главное, чем быстрее Вы воспользуетесь охладителем молока, тем лучше для сохранения качества молока. Для того чтобы получить высококачественный продукт, молоко следует охладить до температуры ниже 4 гарусов Цельсия, а главное как можно быстрее. Важным фактором для сохранения качества молока является его хранение. Важно, чтобы между процессами доения молоко хранилось в охладителях молоко, с соблюдением температурных режимов. Тем температура хранения молока, такая же, как и температура охлаждения молока после доения, ниже или равно 4 гаруса цельсия.
Критичные температуры охлаждения молока
Первой критичной точкой охлаждения молока является температура равная 10 градусам цельсия. При понижении температуры до +10 градусов, все процессы, которые связаны с ростом бактерий, существенно замедляются. Второй точкой является температура равная +4 градуса. Когда молоко снижает температуру, за счет охладителей молока, до +4 градуса, все негативные процессы прекращаются, на период до 48 часов. Обычно этого времени достаточно для сбора молока и его дальнейшей транспортировке на переработку.
Танки охладители молока
Открытые танки охладители молока
Эти системы предназначены для хранения молока. Танки охладители молока различают по способу хранения молока. Они делятся на открытые и закрытые танки охладители. Открытые танки охладители молока имеют небольшой объем, обычно до 3 тонн. Они предназначены для сбора молока на небольших фермах и сельских хозяйствах. Основная особенность открытых танков охладителей молока — это открывающаяся крышка сверху. Такие системы достаточно просты в эксплуатации и не требуют высококвалифицированного персонала. Открытые танки охладители молока промывают вручную. Но необходимо учитывать, из-за того что верхняя крышка открывается, часть этих танков охладителей, не имеет термоизоляции. Поэтому охлажденное молоко гораздо быстрее нагревается, соответственно, холодильный аппарат танка включается гораздо чаще, для того чтобы поддерживать необходимую температуру.
Закрытые танки охладители молока
Закрытые танки охладители молока. Название говорит само за себя. Данные танки охладители имеют закрытый корпус и надежную термоизоляцию, что позволяет сохранять молоко холодным достаточно долгое время. Закрытые танки охладители молока оборудованы системой автоматической мойки и промывки. У данных охладителей молока существует специальный люк. Люк может использоваться для проведения ремонтных работ танка охладителя молока.
Системы охлаждения для молока
Для охлаждения молока применяют системы с непосредственным охлаждением молока (непосредственным испарителем хладагента), а так же системы с теплоаккумуляцией. Такие системы являются основными, используемыми на молочных фермах для охлаждения молока и молочных продуктов.
Системы с непосредственным охлаждением молока
Эти две системы охлаждения молока работают по-разному. Первый охладитель молока с непосредственным охлаждением имеет в комплектации холодильный аппарат. Холодильный аппарат обеспечивает подачу хладагента, который забирает тепло у хранящегося молока в наливном танке. Охлаждение молока происходит при непосредственном контакте его с испарителем, имеющим прямой контакт с поверхностью емкости.
Системы с теплоаккумуляцией для охлаждения молока
Системы с теплоаккумуляцией для охлаждения молока используют холодильный аппарат. Холодильный аппарат охлаждает хладоноситель, который хранится в теплоаккумулирущем танке. Обычно в одном корпусе совмещены ледоаккумулятор и емкость для приемки, охлаждения и хранения молока. Впоследствии, хладоноситель используют для охлаждения молока, за счет теплообменника. Процесс охлаждения молока происходит за счет ледяной воды, температура которой 0…1 гарадус. Ледяная вода распыляется по стенкам танка охладителя молока, и стекает вниз. За счет разности температур вода забирает тепло у молока. Внизу танка охладителя расположен ледогенератор, который опять охлаждает воду до необходимой температуры.
Танк охладитель молока
Танк охладитель молока состоит из холодильно-компрессорного аппарата, который обеспечивает движение хладагента по всему корпусу танка. Соответственно, за счет движения хладагента обеспечивается охлаждение молока. Так же в комплектации танка охладителя молока присутствует теплоизоляционная емкость с испарителем, ну и панель управления. Сами танки охладители молока могут иметь различные формы. Например, форму цилиндра, эллипса или супер-эллипса. Изготовление различных форм танков охладителей молока связано с тем, что производители стремятся увеличить площадь поверхности охлаждения молока, за счет соприкосновения с охлаждающими элементами. Второй задачей у производителей танков охладителей молока стоит оптимизировать размеры (габариты). Оптимизировать габариты необходимо, исходя из различных потребностей заказчиков, и планировке здания или помещения где будет установлен танк охладитель молока. Еще совсем недавно, танки охладители молока, использовавшие льдоаккумуляторы существенно уступали системам с непосредственным охлаждением, т.к. необходимо было разместить дополнительную ёмкость для накопления льда. Но сейчас, благодаря техническим решениям компании Delaval, данная задача решилась. Инженеры компании Delaval совместили аккумулятор льда и емкость молока в одном корпусе. Результаты положительные.
Охладители молока с непосредственным охлаждением
Для танков охладителей молока с непосредственным охлаждением важен минимальный заполняемый объем. Он должен быть не ниже уровня, на котором располагаются лопасти устройства, которое перемешивает молоко. В процентном соотношении рекомендуют минимальное наполнение танка охладителя молока не менее 5 процентов, от общего объема танка. Связанно это с тем, что система охлаждается фреоном, который циркулирует по испарителю с отрицательной температурой. Молоко, как и вода, при отрицательных температурах замерзает и превращается в лед. Если не обеспечить процесс перемешивания, то на внутренних стенках танка охладителя молока, начнет образовываться ледяной налет. Как следствие, качество молока не будет соответствовать желаемым требованиям. Танки охладители молока с теплоаккумуляцией не имеют такой проблемы. Связанно это с тем, что в качестве охлаждающего вещества используется ледяная вода, а не хладагент. Нет особой разницы, какую систему охлаждения молока выбрать, скорее это дело предпочтения и вкуса каждого покупателя.
Качественные танки охладители молока
Если Вы хотите купить танк охладитель молока, то стоит обратить внимание на его качество. Для изготовления самой емкости танка охладителя молока применяют высококачественную полированную пищевую сталь, которая на заводах раскраивается и формируется. Стоит обратить внимание на качество сварки, обработки внешних и внутренних швов танка охлаждения молока. Это влияет не только на внешний вид производимого танка, но и эффективность очистки стали. Качественный танк охладитель молока — это еще одна ступень к высокому качеству Вашего молока.
Рубашка охлаждения молока
Одним из ключевых элементов танка охладителя молока является рубашка охлаждения. Рубашку охлаждения правильно назвать испаритель. В танках с непосредственным охлаждением есть циркулирующий контур, по которому проходит свой путь фреон. Чтобы получить циркулирующий контур танка охладителя молока используют лазерную сварку. Лазерной сваркой соединяют два листа и раздувают инертным газом, с целью формирования контуров для движения хладагента. Данное изделие устанавливается между внутренними и внешними стенками танка охладителя молока. Свободное пространство наполняют торфоизолирующей пеной. Так обеспечивается сохранение холода для молока. Правильная и качественно собранная конструкция прослужит Вам достаточно долго, а так же будет соответствовать всем нормам и требованиям, необходимым получения качественной молочной продукции.
Танки охладители молока с теплоаккумуляцией
Для танков охладителей молока с теплоаккумуляцией применяется иной принцип. Связано это с самим принципом работы танков с теплоаккумуляцией. Между внутренней и внешней оболочкой расположен ледоаккумулятор. Ледоаккумулятор необходим танку охладителю молока для формирования льда. За счет разности температур стенок танка вода тает и снова охлаждается. Насосом вода подается в верхнюю часть танка, а через форсунки происходит распыление по всей поверхности. Такая система танка охладителя молока является полностью замкнутой и герметичной.
Мотор и привод танка охладителя молока
Для равномерного, быстрого и максимального охлаждения молока в емкость танка устанавливают перемешивающие устройство. Данное перемешивающее устройство состоит из электропривода и лопастей размешивающего устройства. Привод это мотор-редуктор. Большинство производителей танков охладителей молока комплектуют свои емкости редукторами планетарного типа. Обычно, устанавливают редукторы европейских производителей, тем самым обеспечивая высокую надежность данного механизма. Редукторы планетарного типа, устанавливаемые в танки охладители молока, по сравнению с червячными, более энергоэкономичны, обладают высоким ресурсом, и меньшими габаритами. при установке мотора редуктора европейского производства Вы получаете одни плюсы. Экономия электричества может показаться незначительным фактором, но не стоит забывать о том, что это достаточно мощные установки и у них большое потребление электричества. Высокая надежность обеспечивает бесперебойную работу танка охладителя молока долгие годы. И нет необходимости останавливать производство и нести потери и убытки, связанные с простоем и ремонтом танка охладителя молока.
Танки охлаждения молока могут быть разных объемов, соответственно и мотор-редуктор тоже подбирают разной мощности. При этом скорость вращения перемешивающих молоко лопастей тоже будет разная. Она варьируется от 21 до 48 об/мин. Скорость вращения лопастей подбирают так, чтобы не происходило разбивание жировых шариков, а так же не менялась структура молока. Лопасти мешалки, танка охладителя молока, сконструированы таким образом, чтобы минимизировать попадание воздуха в молоко. Соответственно снижено образование свободных жирных кислот.
Компрессор танка охладителя молока
Циркуляцию хладагента обеспечивает компрессор. Компрессор это одна из составных частей танка охладителя. Наиболее популярные производители компрессоров для танков, конечно же, европейские. Для всех покупателей компрессоров, важными факторами является скорость охлаждения молока, надежность компрессорного блока, а так же качественный и быстрый сервис в случае поломки или неисправности. Наша компания МолСиб продает и обслуживает танкеры охладители молока. Надежность всего блока зависит от надежности всех составляющих и отдельных компонентов. Но самую важную роль выполняет компрессор. При возникновении неисправности или поломки компрессора, необходимо чтобы молоко продолжало охлаждаться. Это становится возможным, только при наличии аварийной системы с собственным компрессором. Такая аварийная система должна проработать до прибытия сервисной службы.
Чтобы увеличить надежность и срок службы компрессорного блока необходимо использовать различные дополнительные комплектующие и элементы защиты. Например, картерный подогреватель масла компрессора холодильного аппарата, смотровое стекло, система предназначенная для удаления фреона из испарителя танка в то время когда его моют. А так же, увеличит срок службы компрессора отделитель жидкости на всасывающей магистрали, электрозащита от перекоса фаз и обрыва фазы, защита от скачков напряжения или источники бесперебойного питания, защита от перегрева и многое другое.
Пластичные и трубчатые теплообменники
Часто встает вопрос, возможно ли без потерь технических характеристик сэкономить и произвести монтаж мощных компрессоров самостоятельно. Да, такой вариант возможен. Для этого необходимо создать условия для предварительного охлаждения молока, за счет установки пластичных или трубчатых теплообменников. Пластичные теплообменники применяются на фермах достаточно давно. Обычно их подсоединяют к водопроводным магистралям. За счет этого, температура молока, проходящего через данное устройство, снижается до +15 … +17 градусов цельсия. Эффект очевиден, за короткий промежуток времени температура снижается, тем самым уменьшается время на охлаждение молока. Молоко поступает более холодное, соответственно, нагрузка на компрессор падает. Происходит увеличение ресурса блока компрессора, снижение энергопотребления. Нагретая вода может быть использована для промывки оборудования, для поения животных (после очистки), для различных нужд.
Промывка танка охладителя молока
Основная задача танка и всех устройств, входящих в него, это охлаждение молока, до температуры при которой не смогут размножаться бактерии. Охлаждение молока имеет смысл только при условии, что сам танк чист. То есть когда определенная система мероприятий исключает появление бактерий. Исходя из этого, одним из важных устройств является система промывки танка. В данные системы входит промывочный насос, насос дозатор. Насосы необходимы для моющих средств и распыления воды внутри емкости. Обычно насос промывки устанавливают того же производителя, что и мотор-редуктор. Поэтому основные различия в системе распыления воды. Один из вариантов, который предлагают производители — мойка танка при работающем мотор-редукторе, промывка через полный вал редуктора мешалки. Вторым вариантом является установка отдельных промывочных валов внутри емкости, дополнительного привода нет, вращение происходит за счет подачи воды под давлением. Третий вариант мойки — это установка нескольких форсунок в верхней части танка.
Весь процесс регулируют автоматы промывки. Использование программируемых устройств позволяет регулировать процесс охлаждения молока и самого процесса промывки емкости. Причем процесс промывки ёмкости можно ускорить за счет правильных настроек. Программируемые системы могут запоминать все действия производимые оператором за последние 70 дней. Существует ручное и автоматическое управление. Все данные с танков охлаждения молока можно собирать в единую программу на компьютер, а так же вести управление.
Анализ различных систем охлаждения молока, особенностей их работы, преимуществ и недостатков. Описание схемы опытной установки охладителя молока при доении на пастбище. Определение зависимости изменения температуры молока от времени его охлаждения.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.11.2017 |
| Размер файла | 117,5 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Обзор и анализ систем охлаждения молока
А.С. Добышев, К.Л. Пузевич, Д.А. Лукьянов, Ю.О. Горностаев
(Поступила в редакцию 30.06.11)
Аннотация
В настоящей статье авторами представлена проблема влияния своевременного охлаждения молока на сохранение его качества, произведен анализ систем охлаждения молока, выявлены особенности работы, преимущества и недостатки различных систем охлаждения. Также приведена схема опытной установки, представляющей упрощенный вариант охладителя молока при доении на пастбище; графики, полученные на опытной установке и отражающие зависимость изменения температуры молока от времени его охлаждения.
The article examines the problem of late cooling of milk which influences its quality. we have analyzed milk cooling systems, established peculiarities of their work, advantages and drawbacks of different cooling systems. We have shown the scheme of test device, which is a simplified variant of milk cooler designed for milking on pasture; graphs obtained on the test device and representing the dependence of milk temperature change on the time of its cooling.
Процесс срочного охлаждения свежевыдоенного молока позволяет сохранить все качества продукта, подавляя развитие в нем микрофлоры. Чтобы за короткое время снизить температуру молока с +36 до +4-6 о С и грамотно организовать его хранение до переработки, используют танки-охладители.
Несмотря на то что свежевыдоенное молоко имеет естественную устойчивость к бактериям, только немедленное охлаждение молока до температуры 4-6 0 С может остановить рост бактерий [3]. Технологически правильное охлаждение молока - единственный путь к сохранению наилучшего качества молока и получению наибольшей прибыли.
Анализ источников
Молочнокислые бактерии, которые вызывают сквашивание молока, приостанавливают свой рост при температуре примерно 10°С, а при температуре 2-4°С их развитие полностью прекращается [7]. Заморозка также помогает приостановить развитие бактерий в молоке, но в дальнейшем, при размораживании, многие бактерии возобновляют свою активность.
Охладитель молока - аппарат для понижения температуры молока в целях подавления развития в нем микрофлоры. При этом между молоком и охлаждающей жидкостью происходит теплообмен через стенки труб или листы. Чем меньше загрязнено молоко, быстрее охлаждено и ниже температура его охлаждения, тем дольше сохраняются его свойства. В зависимости от продолжительности хранения молоко охлаждают до определенной температуры.
Теоретическому и экспериментальному исследованию процесса охлаждения молока посвящены работы М.В. Колончука, В.П. Миклуша, В.Г. Самосюка, В.М. Русских, В.С. Бабакина, В.Н. Кулагина, В.А. Выгодина и других ученых.
Методы исследования
Авторами статьи была произведена классификация и анализ существующих систем охлаждения молока с выявлением достоинств и недостатков в эксплуатации. На изготовленной установке были произведены опыты с охлаждением. На основе полученных данных построены и проанализированы графические зависимости.
Основная часть
Для охлаждения молока в хозяйствах используют различные системы и способы, которые отличаются применяемыми хладагентами и хладоносителями (аммиак, фреоны, ледяная вода, рассол), способами охлаждения (в емкостях, потоке, с аккумуляцией холода), конструкцией компрессоров, их производительностью.
Почти все способы основаны на том, что молоко отдает тепло охлаждающей жидкости через разделяющую их стенку [6].
Выделяют объемное охлаждение, охлаждение в потоке и комбинированные системы.
1. Охлаждение жидкости на проток.
Предполагает использование пластинчатых или кожухотрубных теплообенников в качестве испарителей холодильной машины. Минимальная температура воды на выходе 3-4°С. Используется для охлаждения жидкостей не более чем на 7 К.
Характеризуется простотой, низкой стоимостью, но ограничена в применении - только для систем с постоянным расходом и постоянной или изменяющейся плавно тепловой нагрузкой.
Преимущества:
- простота, надежность, легкость в обслуживании;
- охлаждение любой жидкости с любыми конечными температурами;
- неустойчивость работы при резкопеременных нагрузках.
2. Охлаждение жидкости с накопительной емкостью.
Используется для постепенного охлаждения жидкости (охлаждения молока) за счет многократной циркуляции или накопления охлажденного хладоносителя в накопительной емкости. Предполагает возможность нескольких потребителей холода с непостоянным расходом жидкости и переменными тепловыми нагрузками. Может быть использована при наличии кратковременных пиковых нагрузках. Позволяет снабжать холодной жидкостью потребителей с большим перепадом температуры. Используются, как правило, пластинчатые или кожухотрубные теплообменные аппараты. Температура воды в емкости не ниже +4°С. Для стабилизации режима работы водоохлаждающей машины и температуры хладоносителя в накопительной емкости могут быть установлены дополнительные перегородки.
Преимущества:
- простота, надежность, легкость в обслуживании;
- охлаждение любых жидкостей с любыми конечными температурами;
- возможность снабжения холодом потребителей с разными расходами охлаждающей жидкости;
- простота регулировки, устойчивая работа при любых режимах нагрузки.
Недостатки:
- необходима теплоизолированная емкость;
- требуется дополнительный насос хладоносителя.
3. Охлаждение жидкости с промежуточным хладоносителем.
Охлаждение жидкости при перепаде температур (Тн-Тк) более 10°С производится с применением промежуточного хладоносителя и дополнительного теплообменника. Позволяет поддерживать температуру охлажденной жидкости с большой степенью точности и охлаждать жидкости на 50°С и более за один проход через теплообменный аппарат. При небольшой модификации схемы можно получать воду с температурой на выходе до +1°С. Также используется для охлаждения жидкостей с высокой начальной температурой. Часто применяется в случае разветвленной сети подачи хладоносителя и удаленности объекта охлаждения от холодильной машины.
Преимущества:
- возможность охлаждения жидкостей в широком диапазоне температур;
- отсутствует риск разморозки испарителя;
- снижен риск разморозки промежуточного теплообменника;
- возможность поддержания температуры охлаждаемой жидкости с высокой точностью;
- возможность установки холодильной машины на большом расстоянии от потребителя холода.
Недостатки:
- сложность регулировки системы;
- требуется дополнительный насос;
- требуется теплообменник промежуточного контура;
- высокие требования к герметичности системы промежуточного хладоносителя.
4. Охлаждения с возможностью получения ледяной воды и накопления льда.
Этот способ применяется для получения ледяной воды и накопления запаса льда (при явно выраженных кратковременных пиках тепловых нагрузок потребителя). Ледяную воду получают с помощью пленочных или погружных испарителей. В первом случае (рис.) панели испарителя, в которых кипит хладагент, орошаются водой, стекающей из распределителя в виде пленки. Образовавшаяся ледяная вода с температурой 0,5-1°С подается потребителю. Во втором случае испаритель погружен в воду и обеспечивает ее охлаждение, интенсивность которого усиливают с помощью мешалки или барботажа воздуха.
Преимущества:
- возможность снижения холодопроизводительности установки за счет накопления запаса ледяной воды или льда;
- работа при пиковых нагрузках.
Недостатки:
- большие габаритные размеры.
5. Резервуары-охладители используют для глубокого охлаждения молока (до 4-6°С), его временного хранения в охлажденном виде. Внутренняя емкость резервуара имеет рубашку охлаждения, обеспечивающую циркуляцию охлаждающей жидкости между стенками резервуара. Теплоизоляционный слой препятствует повышению температуры внутри ем-кости. Охлаждение в резервуарах-охладителях подразделяют на непосредственное и косвенное. При непосредственном охлаждении хладагент холодильной машины отнимает тепло непосредственно от молока, при косвенном охлаждении - от промежуточного хладоносителя.
Недостатки охлаждения молока с использованием резервуара-охладителя.
Охлаждение при помощи резервуаров-охладителей имеет ряд недостатков, которые решены в системе мгновенного охлаждения молока:
1. Резервуары-охладители требуют наполнения резервуара-охладителя хотя бы на 10%, а система мгновенного охлаждения позволяет охлаждать молоко в потоке. охлаждение молоко доение температура
2. Время охлаждения в резервуаре-охладителе до 4 градусов составляет около 2,5 часов, за это время в молоке увеличивается количество бактерий, следовательно повышается вероятность некондиционного молока (кисляка), а ведь это потерянные деньги. С системой мгновенного охлаждения эта проблема решена, так как охлаждение происходит немедленно.
3. Еще один недостаток резервуаров-охладителей - смешивание молока, поступающего в охладитель от второй и последующих доек, в результате чего происходит изменение жирового и белкового состава молока.
Достоинства системы мгновенного охлаждения молока.
Благодаря принципиально другому подходу к охлаждению система мгновенного охлаждения накапливает холод в перерывах между дойками или приемками. Для накопления холода используется аккумулированный лед. Благодаря этому молоко охлаждается в потоке по мере поступления. При этом исключается подмораживание молока. Система экономична как в плане энергопотребления, так и в потреблении воды. Вода находится в замкнутом контуре и используется повторно.
7. Предварительное охлаждение молока искусственным холодом.
Эта система мгновенного охлаждения молока позволяет нам повысить качество молока. Она проста по конструкции и не требует больших затрат на обслуживание. На кафедре механизации животноводства и электрификации сельскохозяйственного производства создана опытная установка этого типа, предназначенная для охлаждения молока, получаемого в пастбищный период.
Схема предлагаемой установки изображена на рис. 1. Она состоит из следующих частей: бак 1 емкостью 10 л, два крана 2, ванна 3 емкостью 20 л, бак 4 емкостью 10 л, теплообменник 5. Данная установка работает следующим образом. Неохлажденное молоко из бака 4 поступает через кран 2, которым регулируется подача, в теплообменник 5, где отдает тепло хладоносителю и далее поступает на слив в емкость для хранения. Схема предлагаемой установки может работать по обратному процессу.
Рис.1. Схема опытной установки:
1 - бак для отработанного хладоносителя
3 - ванна для хладагента (охлаждаемого молока);
4 - бак для неохлажденного молока
(хладагента); 5 - теплообменник
Опыт 1
Зависимость изменения температуры молока от времени прохождения хладоносителя (тосол) через теплообменник (радиатор отопителя).
Охлаждение молока имеет большое значение для его сохранения, так как свежевыдоенное молоко характеризуется свойством задерживать развитие микроорганизмов только в первые 2. 3 ч. Вот почему его необходимо после доения охладить. При охлаждении от 37 до 10°С бактерицидный период увеличивается с 2 до 24 ч, а до 5 0 С- до 36 ч.
Целью охлаждения молока является снижение его температуры к такому уровню, при котором резко замедляется размножение кислотообразующих и болезнетворных бактерий и благодаря этому продлить длительность хранения молока.
Существует несколько способов охлаждения молока на животноводческих фермах. Все они имеют общие особенности и делятся на три основных категории: охлаждение при постоянной температуре внешней среды, при переменной температуре внешней среды и поточное охлаждение.
Самый простой способ охлаждения, когда фляги с молоком помещают в охладительные бассейны (ванны), объем которых должен в 4-5 раз превышать объем охлаждаемого молока. На дно ванны (бассейна) устанавливают деревянные решетки, чтобы не повредить фляги от ударов и обеспечить лучшую циркуляцию воды. Охлаждение можно ускорить, добавляя в воду лед (500 г на 1л).
В бассейнах с ледяной водой фляги с выдоенным молоком (температура 30-35 °С) охлаждаются до 3-5°С, примерно за час. Для ускорения процесса рекомендуется периодически его перемешивать.
Однако указанный способ нуждается в большой площади помещений, поэтому его можно рекомендовать для небольших ферм. Значительно удобнее проводить охлаждение молока с помощью самого простого поточного охладителя погружного типа.
Он состоит из двух металлических цилиндров, соединенных в нижней части двустенным дном. Верхние края внешнего и внутреннего цилиндров закрыты. Внутренний цилиндр оснащен приемной лейкой, а внешний - сливным патрубком .
Охладитель помещают в резервуар (бассейн), средняя и кольцевая камеры которого заполненные водой и мелко колотым льдом. Молоко непрерывно поступает из лейки в узкий зазор (2,5 мм) между стенками внутреннего цилиндра, опускается вниз и сквозь зазор между стенками дна и сливным патрубком отводится во флягу. При этом тонкий слой молока быстро отдает тепло сквозь стенки.
Охлаждение молока в бассейнах нуждается в значительных расходах воды и льда.
Более совершенный способ - это охлаждение молока или сливок с помощью специальных охладителей. С этой целью используют оросительные противоточные охладители, пластинчатые охладители, танки-охладители молока.
Охладители молока должны отвечать таким требованиям:
- универсальность относительно возможности охлаждения молочных продуктов, которые имеют разные физико-механические свойства;
- выполнение мероприятий против бактериального загрязнения продукта во время охлаждения;
- удобство мойки и дезинфекции рабочих органов охладителя по окончании работы;
- защита продукта от испарения.
Кроме того, конструктивные элементы, с которыми контактирует молоко, должны быть выполнены из материалов, которыедопускаются к контакту с пищевыми продуктами. Материал, из которого изготовлены теплообменные элементы, должны иметь хорошую теплопроводность и коррозийную стойкость. Конструкция охладителя должна обеспечивать удобство обслуживания и возможность промывания циркуляционным и механическим способами.
Охладители можно разделить по таким основным признакам:
- по принципу действия они бывают порционные и поточные;
- по характеру контакта с окружающим воздухом – открытые оросительные и закрытые проточные;
- по видам (форме) рабочей поверхности - трубчатые, плоские, цилиндрические, и пластинчатые;
- по количеству секций или рядов - одно- и двух ,многосекционные (многорядные).
Оросительные и пластинчатые охладители характеризуются поточным технологическим процессом. Хладоносителем в таких охладителях является вода, рассол или другие хладагенты.
Рис.69. Технологическая схема охладителя оросительного типа:
1 -разделительное устройство; 2 - поверхность (аппарат) теплообмена; 3 – сборник.
Каждый из таких охладителей состоит из распределительного устройства для равномерного распределения молока по охлаждающей поверхности, из охладительной поверхности и сборника молока из поверхности охладителя.
На рис. 69 изображена схема работы оросительного охладителя в соответствии с которой молоко подается в верхний желоб 1 и оттуда самотеком стекает с обеих сторон охлаждающей поверхности 2 в нижний желоб 3. В этом случае применяется противоточный принцип. Молоко перемещается сверху вниз, а охлажденная вода наоборот - снизу вверх.
Схема пластинчатого охладителя, который способен работать как в противоточном режиме, так и в параллельных потоках охладительной жидкости изображен на рис. 69. Если хладагент является рассолом, охлажденным до минусовой температуры, то для предотвращения замерзания молока применяют режим односторонних потоков. Противоточные охладители способны охлаждать молоко при температуре, которая на 2-3 °С превышает температуру хладоносителя.
Используются также вакуумные охладители, выполненные в виде двустенного цилиндра с гофрированной поверхностью теплообмена, размещенного в середине емкости. Орошаемая поверхность гофрирована по винтовой линии. В винтовом канале между стенками (внешней и внутренней) проходит хладоноситель. Такими охладителями оснащены, например, передвижные доильные установки серии УДС.
В цилиндрическом оросительном охладителе в теплообмене с молоком принимает участие только рифленная поверхность, поэтому его габаритные размеры значительно больше, чем в пластинчатых, при одинаковой производительности. Кроме этого, цилиндрические охладители сложнее в изготовлении.
Из рассмотренных вариантов самыми совершенными и более перспективными являются пластинчатые охладители молока, которые отмечаются простотой конструкции, высокой эффективностью в работе, универсальностью и легкостью регулирования по производительности (изменением количества пластин в блоке).
Для охлаждения молока используют льдоводяные ванны с расходом льда 0,2. 0,3 кг на 1 кг молока и охладителя.
К аппаратам, используемым для охлаждения молока и жидких молочных продуктов, предъявляют следующие требования: универсальность применения для жидких молочных продуктов с различными физико-механическими свойствами; обеспечение мер против бактериального загрязнения продукта во время охлаждения; удобство очистки, мойки и дезинфекции рабочих органов охладителей после окончания работы; возможность защиты продукта от испарения.
В свежевыдоеном молоке микробы не розвиваются,что объясняется бактерицидными свойствами. Продолжительность бактериоцидной фазы зависит от степени загрязнености молока микробами, быстроты и глубины его охлаждения после выдаивания. Молоко, охлажденное сразу после выдаивания до низкой температуры, может хранится длительное время, а неохлажденное начинает скисать уже через 3 часа.
Установлена следующая зависимость между продолжительностью бактерицидной фазы и температурой охлаждения:
- температура молока, С 30 25 10 5 0
- продолжительность бактериоцидной фазы, ч 3 6 24 36 48
Бактерецидные свойства молока зависят также от степени загрязнености его во время доения коров и сразу после него. Рассмотрим напримере таблици.
| Температура молока,С | Продолжительность действия бактериоцидной фазы, ч | |
| Молоко получено со строгим соблюдением санитарныхпровил | Молоко получено без достаточного соблюдения санитарных правил | |
| 37 | 3 | 2 |
| 30 | 5 | 2 |
| 16 | 13 | 8 |
По даным таблицы мы видим, что при разных температурах молока оно может хранится дольше используя строгие правила санитарной гигиены.
Надо сказать молоко должно на ферме охлаждатся сразу после его получения, для чего используем простую холодную воду, лёд, или химические хладогенты (аммиак, оксид углерода). Водой можно охладитьмолоко до температуры, на 3-4 С превышающей температуру воды. На 1 литр охлаждаемого молока затрачивается 3-5 литра воды. При использовании льда молоко можно охладить до 3-4 С. Учитывая, что летом родниковая вода ниже 10 С, а в зимнее 3-6 С, при использовании только одной воды можно охладить молоко до температуры, при которой его можна сохранить без заметного повышения кислотности до доставки на молочные предприятия. Учитывая бактериоцидную фазу молока, санитарно-ветиринарными правилами допускается следующий срок хранения молока на фермской молочной в зависимости от температуры охлаждения:
- температура молока, С 8 6-8 4-6
В процесе хранения молока нельзя допускать повышение температуры его. На фермской молочной для охлаждения молока фляги с молоком помещают в басейны с проточной водой. Охлаждение основано на теплообмене между хладогентом и теплым молоком. Хладогент воспринимает тепло от молока, нагревается, а молоко охлаждается. Процес охлаждения происходит до тех пор, пока температура молока будет оставатся ниже температуры хладагента.
Самым простым охлаждением молока является басейн с проточной водой или льдом. Этим способом молоко можна охладить до температуры 8,5 С примерно за три часа. Для лутшей циркуляции воды и охлаждщения молока на дно басейна ложим решетки, вода поступает в нижнюю часть басейна,а отток производится из верхней части. При постановке фляг с молоком в басейн надо, чтобы уровень воды в нем был выше чем уровень молока во флягах. Во время охлаждения молоко периодически перемешивают. Н.Я.Лукьянов рекомендует охлаждать молоко следующим способом. В басейн с водой устанавливаем порожние фляги, закрепляем их, а затем в воду кладем измельченый лёд. Над горловинами фляг располагаем желоб с небольшими отверстиями над каждой флягой. Из бака молоко попадает по желобам во фляги, которые постепено заполняется. При поступлении молока во фляги оно охлаждается до 14-15 С, через полчаса оно падает до 4-5 С. Можно и охлаждать молоко орошением холоднойводой. Но все-же быстрее и до более низкой температуры охлаждается молоко при использовани охладителей. Они бывают оросительные и пластинчатые различной производительности. Рассмотрим охлаждение молока с помощью оросительных охладителей.
Они бывают односекционые и двухсекционные. Все они работают по рпинципу теплообмена. Молоко тонким слоем стекает по наружной поверхности охладителя сверху вниз, вода поступает снизу верх в межстеное пространство, охлаждая стенкиохладителя, а следовательно, и молоко. На фермах где небольшое количество молока используют плоские двухсекционые охладители ОДП, расчитаные на 1000 и 2000 кг/ч, а также плоский оросительный охладитель ООМ-1000, смонтированый вместе с молокоочистителем, на 1000 КГ/ч. Охладитель ООМ- 1000 состоит из резервуара для молока ( вместимостью 80 кг), молокоочистителя, приемника, двух секций охлаждающих поверхностей,сборника молока, насоса для хладогента, ящики для льда. На доильных установках с центральным молокопроводом применяется оросительно вакуумный охладитель ДФ-04.000А. Он представляет собой двухстенный цилиндр, у внутренего цилиндра рыфленая поверхность, а наружная оразует корпус охладителя и подключается к молокопроводу. Преимущество использования вакуумного охладителя состоит в том, что молоко сразу-же в процесе доения подвергается охлаждениюдо температуры 3-4 с выше температуры хладогента, не имеет соприкосновения с воздухом и не загрязняется микроорганизмами.
Охлаждение молока на пластичных охладителях. Они бывают односекционые и двухсекционные. Состоят из пластин, подвешеных на двух горизонтальных стержнях. Пластины имеют с двух сторон пластины, по которым движется молоко и хладогент. Охлажденое молоко скапливается в нижнем продольном коллекторе,образованое отверстиями пластин. Недостатком этого охладителя является большое количество фигурных резиновых прокладок, что усложняет работу обслуживающего персоонала.Мы можем рассмотреть установку ООУ-МУ4 производительность которой 5000 кг/ч и охлаждает молоко до +,-; 4-2 С.
Установка ООУ-МУ4 состоит из пластинчатого охладителя с секцией для водяного охлаждения и секцией для россольного охлаждения, устройства с термометром, обвязки с клапаном, имеющим исполнительный механизм и шкаф управления. Установка ООУ-МУ4 может работать как в автоматическом так и в ручном режимах. С помощью насоса молоко подается в секцию водяного охлаждения, где оно охлаждается до 13С, а затем поступает в секцию ледяного охлаждения, благодаря чему температура его снижается до 4 С, после этого молоко направляется в емкость для хранения.
Охлаждение молока в резервуарах – охладителях. При любых способах доения коров охлаждать и хранить молоко можно в резервуарах – охладителях, (ваннах и танках).При этом нетребуются фляги и специальные охладители, сокращаются затраты труда. Ванны и танки бывают прямоугольной и цилиндрической формы, герметическими негерметическими, разной производительности. В настоящее время широкое применение имеют резервуары марки РНО на 1600 и 2500 литров.
Ванны для молока с испарителем покрыты термоизоляционным слоем, защищеный обшивкой из нержавеющей стали. Резервуары-охладители снабжены мерной линейкой и электроконтактным термометром. При заполнении ваны на 50% вместимости резервуара молоко охлаждается до +4 С за 2,2-2 часа. За 12 чосов хранения температура молока повышается на 0,9 С при разнице температур 25 С между окружающей средой и охлажденым молоком. Минимальный объем молока в молочной ванне, если его хорошо перемешивает мешалка, должен быть 250-300 литров.
Расмотрим еще один резервуар – охладитель ТОМ-2А. Он имеет оросительную систему охлаждения. Корпус резервуара-охладителя покрыт термоизоляцией, является основанием бака-аккумолятора холода.В баке располагается панельный испаритель. Вверху ванны имеется горловина, в которую вставляется цидилка. В средней части находятся контактный термометр и измерительная линейка. Оросительная система состоит из труб с отверстиями, через которые ледяная вода из бака-аккумолятора разбрызгивается на наружную поверхность ванны, охлаждает ее стенки и молоко, соприкасающееся с холодными стенками. Холодильная машина находится в торцовой части резервуара-охладителя, работает на газе R-12. Ее включают за 3-4 часа до начала охлаждения молока, за это время на панелях намораживается до 400кг льда и компресор автоматически выключается. При работе машины в ручном режиме выключаем через 3,5-4 часа работы. После заполнение ванны молоком переключатель ставят в положение автомат, в результате чего включается в работу холодильный агрегат, мешалка, водяной насос. Ледяная вода падает на поверхность ванны, стекает в аккумулятор холода, где она охлаждается. Использование ванн для охлаждение имеет то преимущество, что автоматически поддерживается установленная температура, молоко харашо сохраняется, а затраты на транспортировку снижаются. При этом можно хранить на ферме молоко, полученное в течении нескольких доек, и отправлять его на молочные предприятия в больших количествах. Вот так выглядит резервуар – охладитель ТОМ-2А.
Раздел: Ботаника и сельское хозяйство
Количество знаков с пробелами: 45396
Количество таблиц: 10
Количество изображений: 0
Читайте также: