В сравнении с ваннами длительной пастеризации универсальные танки оборудованы более современной и эффективной системой нагревания и охлаждения, а также приборами контроля технологических параметров.

Перед началом пастеризации межстенное пространство танка заполняют водой до появления ее из переливной трубы. Затем заполняют танк молоком, включают мешалку и насос циркуляции воды. После этого в барботер пускают пар и доводят температуру воды до 90…96°С. Излишняя вода (от конденсации пара) сливается через переливную трубу.

После нагревания до заданной температуры, которую контролируют с помощью дистанционного термометра, молоко выдерживают в течение определенного времени, а затем прекращают подачу пара и пускают холодную воду. Циркуляционный насос при этом отключают. После вытеснения горячей воды через переливную трубу вновь включают насос и охлаждают молоко до температуры на 2-3 °С выше водопроводной воды. Для охлаждения молока до более низкой температуры водопроводную воду отключают, а в змеевик подают ледяную воду или рассол.

Мешалка и циркуляционный насос, перемешивая молоко и промежуточный хладоноситель, ускоряет процесс охлаждения молока.

Чтобы предотвратить нагревание охлажденного молока в период длительного хранения, мешалку и циркуляционный насос включают в работу через каждые 1.5…2ч.

К недостаткам универсальных резервуаров теплообменников, так же, как и ванн длительной пастеризации, можно отнести: отсутствие рекунерации тепла и постоянный контакт продукта с воздушной средой.

Для обработки молока в закрытом потоке при высоких скоростях его движения служат трубчатые пастеризационные установки.

По числу цилиндрических корпусов для нагревания молока трубчатые установки подразделяются на одно-, двух- и четырехсекционные.

Односекционный аппарат с паровым обогревом наиболее простой из применяемых трубчатых пастеризаторов. Он состоит из цилиндрического корпуса 3 (рисунок 2), снабженного термоизоляцией и закрытым защитным кожухом из тонколистной стали. Внутри цилиндрического корпуса размещен трубчатый теплообменник, состоящий из труб, трубных досок с выфрезерованными в них каналами для попарного соединения труб и крышек с резиновыми уплотнениями. Последние изолируют каналы друг от друга, создавая таким образом змеевик. Первая и последняя трубы теплообменника выведены из цилиндра наружу в виде патрубков со штуцерами для ввода и вывода обрабатываемого продукта. В паровой рубашке цилиндра на входе пара установлена перфорированная отражательная пластина для предотвращения местного перегрева труб. В верхней части цилиндра смонтирована паровая обвязка пастеризатора, состоящая из температурного датчика 6, вентиля, регулятора температуры 5 прямого действия и монометра 4.

Для автоматического удаления конденсата из межтрубного пространства в нижней части цилиндра смонтиован конденсатоотводчик. Он состоит из корпуса и крышки, соединенных болтами, поплавка с грузом, съемного седла и шарикового клапана. Корпус установлен на трубчатой подставке, четыре ножки которой имеют винтовые опоры для регулировки уровня при монтаже пастеризатора на неровном полу.

Односекционный трубчатый пастеризатор с паровым обогревом.

При работе пастеризатора молоко через входную трубу поступает в трубчатый теплообменний и, проходя по змеевиковым каналам, нагревается паром до заданной температуры. На выходе молока из теплообменника установлен датчик температуры, связанный с регулятором температуры. Поступление пара в межтрубное пространство пастеризатора регулируется автоматически в зависимости от температуры пастеризации молока.

Более совершенный конструкции трубчатых пастеризаторов оборудованы также перепускным клапаном, который связан с чувствительным элементом менометрического термометра. Последний воспринимает температуру молока, выходящего из пастеризатора, и подает сигнал на электромагнитный клапан. Если температура молока ниже заданной, электромагнитный клапан срабатывает и направляет поток молока на повторное нагревание.

1_сменная вставка; 2_воронкамолокоприемника; 3_поплавковый регулятор; 4 и 9_трубы подвода и отвода молока; 5 и 7_сливная и переливная трубы; 6_патрубок подвода пара; 8_кран; 10_патрубок подвода пара в барабан; 11 и 20_верхний и нижний сборник конденсата; 12 - винт; 13_лопатка; 14_паровая рубашка; 15_труба слива конденсата; 16 и 17 - паровой и воздушный краны; 18_ванна; 19_капельное кольцо; 21_сливной кран; 22 - электродвигатель

Рисунок 2 - Схема (а) и температурный график (б) парового пастеризатора

Нормальная работа трубчатого парового пастеризатора во многом зависит от правильной работы регулятора температуры и конденсатоотводчика. Последний должен обеспечивать непрерывный и полный отвод конденсата из паровой рубашки, так как приего накоплении уменьшается теплообменная поверхность, а следовательно, снижается производительность пастеризатора.

Недостатки трубчатых пастеризационных установок - высокая металлоемкость и большие габаритные размеры по сравнению с пластинчатыми при равной производительности; необходимость значительного свободного пространства со стороны торцов цилиндрических теплообменных секций для работы длинными ершами при чистке и мойке аппарата; отсутствие секций для рекунерации теплоты, что снижает экономичность работы и сужает область применения этих теплообменников.

Более совершенными для кратковременной пастеризации являются пластинчатые пастеризационно-охладительные установки типов ОПФ и ОПУ.

Пастеризационно-охладительные установки для питьевого молока различают по производительности. Выпускают пастеризационно-охладительные установки производительностью 3000, 5000, 10000, 15 000 и 25 000 л/ч.

Пастеризационно-охладительные установки производительностью 3000 и 5000 л/ч имеют ряд узлов и деталей одинаковой конструкции. В этих аппаратах размещение секций по отношению к главной стойке одностороннее. В первом аппарате использованы теплопередающие пластины ленточно-поточные П_2, а во втором - сетчато-поточные АГ_2. В пастеризационно-охладительных установках производительностью 10 000, 15 000 и 25 000 л/ч применены пластинчатые аппараты с двусторонним расположением секций по отношению к главной стойке. В первых двух аппаратах использованы ленточно-поточные пластины П_2, в третьем - сетчато-поточные ПР - 0,5М.

Наиболее распространенной является пастеризационно-охладительная установка производительностью 10 000 л/ч.

В установку входит: пластинчатый пастеризатор-охладитель, сравнительный бак с поплавком, насос для молока, регулятор равномерности потока, сепараторы молокоочистители, автоматический клапан для отвода недопастеризованного молока, бойлер для нагрева воды, пульт управления с выдерживателем и трубопроводы для пара и рассола с регуляторами давления и расходы.

Секции установки отличаются различной компановкой пластин, их типом и расположением. В установке имеется пять секций: пастеризации, регенерации (I и II ступеней), охлаждения водой и охлаждение рассолом.

Работа пластинчатой автоматизированной пастризационно-охладительной установки осуществляется так. Сырое молоко из емкости для хранения подается насосом в промежуточный бак. Уровень молока в баке поддерживается поплавковым устройством. Из бака молоко насосом 12 (рисунок 3) направляется через стабилизатор 11 потока в секцию регенерации пластинчатого аппарата, где нагревается пастеризованным молоком. Затем молоко идет в попеременно работающие молокоочистители 17. Очищенное молоко под напором подается в секцию пастеризации пластинчатого аппарата, в которой нагревается горячей водой до температуры 76 2°С и далее направляется в трубчатый выдерживатель 5, а затем в секцию 14 регенерации. При температуре пастеризации ниже заданной молоко автоматическим клапаном возвращается в бак 10 для повторной тепловой обработки. При заданной температуре пастеризации молоко из выдерживателя 5 последовательно проходит секции 15 и 16 водяного и рассольного охлаждения пластинчатого аппарата, охлаждаясь до 4 2°С. Вода для секции пастеризации подогревается в инжекторе 4 и подается водяным насосом 2.

1 - пластинчатый аппарат; 2_сепаратор-молокоочиститель; 3_центробежный насос; 4_уравнительный бак; 5_перепускной клапан; 6_выдерживатель; 7_насос горячей воды; 8_бойнер; 9_инжектор; 10_пульт управления; I и II - секции первой и второй регенерации; III_секция пастеризации; IV - секция водяного охлаждения; V - секция рассольного охлаждения

Рисунок 3 - Схема пастеризационно-охладительной установки ОПФ_1

3. Выбор конкретной схемы

По заданию у нас молоко пастеризуется.

1_очиститель; 2_весы; 3_пастеризатор; 4_охладитель; 5_танк(емкость); 6_насос молочный; 7 - транспортное средство.

Рисунок 4. Схема охлаждения молока

4. Технологический расчет и подбор оборудования

Для подбора оборудования у нас есть следующие данные:

- поголовье доильных коров на ферме m=410гол.

- продуктивность -5100 л/год;

- доение на ферме двухразовое; утренняя дойка начинается с 5 ч 30мин и заканчивается в 7 часов утра. Вечерняя с 17 ч 30мин. до 19 часов.

Определяем средний суточный удой по формуле

,

где Qсут. ср - средний суточный удой на ферме, л/сут.;

m - количество коров на ферме, m = 410 гол.;

Qср. год - среднегодовой удой на корову, Qср. год 5100 л/год;

365 - количество дней в году.

Максимальный суточный удой суточной неравномерности и находится из выражения

Qсут. мах - максимальный суточный удой на ферме, л/сут.;

? - коэффициент суточной неравномерности удоя, а = 1,5…2,5; принимаем ? = 2,0.

Тогда Qсут. мах = 5728,77 2,0 = 11457,54 л/сут.

Суточный удой на ферме поступает неравномерно. Зоотехниками определено, что при двухразовом доении утром поступает примерно 60% суточного удоя, а в вечернюю донку 40% уточного удоя. Далее для подбора оборудования необходимо определить разовый удой (утреней, вечерний). Он учитывается коэффициентом неравномерности поступления молока и определяется по формуле

Qраз= Qсут. мах?,

где Qраз - разовый удой молока на ферме (утренний, вечерний), л;

? - коэффициент неравномерности поступления молока в течение суток,

?1 = 0,6 и ?2 = 0,4 (при двухразовой донке);

Qраз.утр = Qсут. мах?1,

где Qраз.утр - утренний удой молока на ферме, л

?1 - коэффициент неравномерности поступления молока на утренней дойки, ?1=0,4.

Тогда Qраз.утр =11457,54 0,6 =6874,52 л.

Qраз.веч. = Qсут. мах?2,

Qраз.веч. - вечерний удой на ферме, л;

?2 - коэффициент неравномерности поступления молока с вечерней дойки, ?2= 0,4,

Тогда Qраз.веч.= 11457,54 0,4=4583,016 л.

После расчетов имеем следующие цифры

Qсут. мах = 11457,54 л/сут,

Qраз.утр =6874,52 л.,

Qраз.веч=4583,016 л.

Все молоко пастеризуется и охлаждается.

В последующих расчетах по максимальной производительности определяем необходимые параметры машин технологической линии, подбираем машины по каталогу (справочнику) и пересчитывают работу машин на фактическое время по формуле

,

где Qмах.птл - максимальное расчетное количество продукта, подлежащего обработке на поточной технологической линии (или на машине) л;

Qмаш - производительность, л/ч

Тф - фактическое время работы линии (или машины), ч.

Мы выбираем пастеризационно-охладительную установку ОПФ_1, которая будет работать.

Тогда вечером:

ч или30 мин.

Так же нам необходимо для хранения молока после утренней дойки, где объем молока Qраз.утр = 6874,52 л, 3 резервуаров-охладителей молока РПО - 2,5 (вместимость ванны 2500 л и мощностью 8,1 кВт), для вечерней дойки с объемом молока Qраз.веч.=4583,016 л необходимо 2 резервуаров-охладителей молока РПО - 2,5.

Для перекачки молока из резервуаров принимаем насос 36МЦС_10-20В производительностью 10000 л/ч и мощностью 1,5 кВт.

Время работы насоса 36МЦС_10-20В

Для транспортировки молока к потребителю принимаются 2 молоковоза АЦПТ - 5,6 с вместимостью 5600 л.

Таким образом, имеем следующее оборудование пастеризационно-охладительную установку ОПФ_1, 5 резервуаров-охладителей молока РПО - 2,5, насос 36МЦС_10-20В, 2 молоковоза АЦПТ - 5,6

5. Энергетический расчет

Wобщ= Росвtосв+Рнас t нас +Р уст t.уст+Р рез t рез,

Wобщ - общая расход электроэнергии оборудования в молочной (включая освещение), кВт;

Росв - установленная мощность освещения, кВт;

Росв=qосвS

где qосв - удельная величина освещения помещения, Вт/м; qосв = 15 Вт/м;

S - площадь молочной, м.

Площадь определяется умножением площади, занимаемой машинами и механизмами S ', на коэффициент увеличения площади к; к =3… 5; принимаем к =5;

Тогда S = S 'к = 625=310 м, где S ' = 62 м - площадь, занимаемая машинами.

Тогда Росв =15310= 1240 Вт = 1,24 кВт;

tосв-время работы освещения (течение суток освещения работает 6…7 часов. Принимаем tосв=7ч.

Рнас - установленная мощность насоса 36МЦС_10-20В, Рнас =0,6 кВт.

t нас - время работы насоса 36МЦС_10-20В, t нас=1,15ч.

Рхол. уст - установленная мощность двигателя пастеризационно-охладительную установку ОПФ_1, кВт; Рхол. уст=19,6кВт;

t хол.уст - время работы пастеризационно-охладительную установку ОПФ_1; t охл.уст = t охл.уст (утр)+ t охл уст(веч); t хол.уст =0,68+0,49=1,17ч.

Р рез - установленная мощность двигателей пяти РПО - 2,5 резервуаров для хранения молока, кВт; Р рез =8,1 кВт,

t рез - время работы резервуаров; 3резервуара работают 14ч 20мин=14,3ч, два работают 1 час.

Тогда Wобщ=1,247+0,61,15+19,61,17+314,3+2=395,99 кВтч

6 График работы оборудования и график установленных мощностей в молочной

Таблица 1. Время работы оборудования

Таблица 2. Данные к графику установленных мощностей

По данным таблиц 2 и 3 строим график работы оборудования и график установленных мощностей.

7. Технико-экономические показатели, техника безопасности и противопожарные мероприятия

Технико-экономические показатели

При оценке мероприятиях связанных с внедрением средств механизации в животноводство используются количественные и качественные показатели.

1) Количественные показатели характеризуют уровень оснащения производственных процессов машинами и другим:

а) объем механизированных работ

б) уровень механизации производственных процессов. Этот уровень характеризуется отношением поголовья скота, которое обслуживается при помощи машин к общему поголовью скота, %

в) уровень механизации фермы.

2) Качественные показатели:

а) затраты труда на обслуживание поголовье

б) затраты труда на единицу произведенной продукции

в) прямые эксплуатационные издержки является основным показателем оценки экономической эффективности средств механизации.

И=З+А+Рт.о.+Рт.р. (к.р.)+Сэ+Ст

И - прямые эксплуатационные издержки, руб;

А - амортизационные отчисления, руб;

З - зарплата рабочих, 5000 руб1=60000 руб.;

Рт.о. - отчисление на техническое обслуживание, руб;

Рт.р. (к.р.) - отчисления на текущий и капитальный ремонт, руб;

Сэ - затраты на электроэнергию, руб;

Ст - затраты на топливо-смазачные материалы. руб;

Х - затраты на хранение.

где Б - балансовая стоимость оборудования, руб;

а - процент отчисления на амортизацию, а=20%.

Б=П (1,1…1,3),

где П - прейскурантная цена

Бнас=150001,1=16500 руб.,

Буст5=3000001,1=330000 руб

Брез=150001,1=16500 руб., (у нас 5 резервуаров, то есть 165005=82500руб.,

где Бнас - балансовая стоимость насоса 36МЦС_10-20В;

Буст - балансовая стоимость установки ОПФ_1, руб;

Брез - балансовая стоимость резервуаров РПО - 2,5 (пять) руб.

Бобщ= Бнас+ + Буст+ Брез,

где Бобщ-общая болансовая стоимость машин, руб

Бобщ=16500+330000+82500=429000 руб.,

Рт.о=

где б - процент отчисления на техническое обслуживание, б=35%,

Рт.р. (к.р.)=

где в-процент отчисления на текущий и капитальный ремонт, в=25%,

Сэ=Ц Wобщ,

где Ц-цена электроэнергии - стоимость 1 кВт. Ц= 1,60 руб.

Сэ=395,99 1,60=633,58 руб.

Ст=ЦтQ,

где Цт - цена топлива, Цт=24руб.,

Q - количество израсходованного топлива, Q=0 руб.

Ст=240=0 руб

,

где Nгол - затраты на одну голову, руб. на 1 голову

Техника безопасности и противопожарные мероприятия

Соблюдение правил техники безопасности способствует надежной работе оборудования и предотвращает несчастные случаи.

К работе с машинами и аппаратами допускают физически здоровых людей, прошедших медицинский осмотр, изучивших устройство и правила эксплуатации машин. Все работники до начала работы знакомятся с устройством, получают подробный инструктаж по технике безопасности.

Запрещается допускать к работе на машинах и аппаратах лиц моложе 18 лет, кормящих и беременных женщин, а также лиц, не знакомых с правилами техники безопасности, устройством и правилами обслуживания машин и механизмов.

Правила техники безопасности запрещают эксплуатировать оборудование не имеющих защитного заземления электродвигателей. Опасно пользоваться оборудованием, если открыты токонесущие части его электрических приборов, не защищенных вращающиеся и движущиеся части оборудования.

Запрещается эксплуатировать оборудование при неисправных приборах автоматики, прикасаться к движущимися частям включенного в сеть агрегата независимо от того, находиться он в работе или в состоянии автоматической остановки.

Во избежание пожаров необходимо выполнять все противопожарные мероприятия, курить следует только в отведенных местах, банки с маслом, керосином и бензином убирать в места, отведенные для хранения огнеопасных материалов. Необходимо следить за исправностью электросети. После работы нужно проверять выключение электрорубильников, электроприборов и осветительных точек (за исключением дежурных электроламп) и проверять, нет ли других причин, которые могут вызвать пожар. Проведение сварочных работ допускается в установленном порядке. Слесари-инструментальщики и рабочие других профессий при пожаре должны действовать в соответствии с инструкцией и выполнять распоряжения руководителей производства. При пожаре нельзя выбивать стекла в окнах, так как приток свежего воздуха способствует распространению пламени. До прибытия пожарных команд тушить пожар можно огнетушителями, водой из пожарного крана или песком, для чего в отведенных местах должны быть ящики с песком и настенный щит с противопожарным инструментом. Горящий бензин, керосин, нефть, смазочные масла и другие горючие жидкости следует тушить пенными огнетушителями и песком.

Список используемой литературы

1) Беляевский Ю. И. Современная техника на молочных фермах и ее эксплуатация. - М.: Московский рабочий, 1985 _ с. 164;

2) Велиток И. Г. Технология машинного доения коров. - М.: Колос, 1975 _ с. 248;

3) Дерябин А. А., Брага С. С., Бородулин Е. М. Учебник оператора по обслуживанию дойного стада. - М.: Колос, 1982 _ с. 256;

4) Карташов Л. П. Словарь - справочник оператора машинного доения. - М.: Россеьхозиздат, 1980 _ с. 156;

5) Карташов Л. П., Чугунов А. И., Аверкиев А. А. Механизация, электрификация и автоматизация животноводства. - М.: Колос, 1997 _ с. 368;

6) Рощин П. М. Механизация в животноводстве. - М.:Агропромиздат, 1988 _ с .284.

Страницы: 1, 2