Механизация линии доения и первичной обработки молока на ферме КРС

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА  И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФ

 

 

 

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

КАФЕДРА: «Механизация технологических  процессов в АПК»

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект по МиОвЖ

 

На тему: «Механизация линии доения и первичной обработки молока на ферме КРС»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫПОЛНИЛ:

 

ПРОВЕРИЛ:

 

 

 

 

 

 

 

 

ОРЁЛ-2013

 

Содержание

 

1. Введение

 

Современное состояние животноводческой отрасли требует пересмотра технологий производства работ с целью снижения себестоимости продукции, сокращения использования живого труда.

Для этого стоит пересмотреть устройство и назначение отдельных  элементов и целых технологических операций машин. В данном проекте рассматривается технологическая линия доения и первичной обработки молока.

Для достижения поставленных целей  в проекте предлагается изменение в технологии производства работ по первичной обработке  молока, в которой основным звеном является повышение качества продукции.

Решая поставленную задачу предлагается использовать пакетный фильтр для очистки молока. В проекте  произведены технологические и  конструктивные расчёты предлагаемых устройств, а также необходимые расчёты для изготовления, монтажа и технического обслуживания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Первичная обработка молока

     2.1 Состав и свойства молока

     Молоко-биологическая  жидкость, секрет молочной железы  млекопитающих животных, представляющих собой многофазную полидисперстную смесь. Оно состаит из дисперсионной среды – плазмы, в которой растворены минеральные соли и молочный сахар, полиоидной фазы   белков и части солей и мелкодисперстной фазы – молочного жира в виде шарика, окруженных белкого – липоидной оболочкой [3] молоко содержит в среднем 3.8%, белка 3.3%, воды 87,5%, молочного сахара 4.7%, минеральных веществ 0.7%. В молоке также находятся витамины, гормоны, ферменты, лимонная и молочная кислоты [3].

     Молоко, вышедшее из  вымени, примерно 1.5…2 часа облодает свойством подовлять жизнедеятельность бактерий. Это молоко в народе называют – “ парное молоко “ [3] .

Молоко  – скоропортящийся продукт. Чтобы  сохранить его пищевую и технологическую ценность на возможно более долгое длительный промежуток времени, проводят первичную обработку молока.

2.2 Первичная обработка молока  – технология

 К первичной    обработке  относят:

-охлаждение  для замедления жизнедеятельности  микроорганизмов, вызывающих порчу и скисание молока;

-постирилизацию  – тепловую обработку, применяемую для уничтожения микроорганизмов в молоке;

 

-очистку  для удаления механических и  частично бактериальных примесей.

 

Свежее молоко, охлажденное сразу  после выдаивания, обладает бактерицидными свойствами, губительно действуя на микроорганизмы в течении некоторого времени. Однако это не может полностью уничтожить микроорганизмы, в особенности если молоко загрязнено в ходе доения или получено от больной коровы. В таком случае применяют постеризацию – нагрев молока с выдержкой при температуре ниже 100° С. Зараженное патогенными микроорганизмами молоко стирилизуют под давлением при температуре порядка 120° С, при этом погибают так же и споры бактерий [5].

Качество  молока оценивают лабораторнными исследованиями. Государственный стандарт на молоко опрелеляет молоко первого сорта, второго сорта и несортовое. Молоко первого и второго сорта соответственно должно иметь кислотность по Тернеру (градус Тернера (°Т) численно равен колличеству или децинормального раствора щелочи (КОН), требуемый для нейтрализации кислоты в 100 мл. молока) в пределах 16 …18  и 19…20, относятся к первой и второй группам.по механической загрязненности, иметь редуктазную пробу по бактериальной обсеминенности не ниже первого и второго классов [3]. Оплата за молоко первого сорта выше. Молоко, не отвечающего требованиям первого и второго сортов, считается не сортовым и не принимается молочными предприятиями. Температура молока при сдаче должна быть не выше 10° С. Лучшее по качеству молоко получают на фермах и комплексах с поточной промышленной технологией, где тщательно соблюдают правила санитарии и гигиены и надежно работает ветеринарная служба, а молочный скот здоров и имеет хорошие условия содержания и кормления [4].

2.3 Машины и оборудование для  первичной обработки молока на фермах.

2.3.1 Взвешивание

Для  определения массы или  объема надоенного молока и молочных продуктов применяют специальные  и товарные весы, молокомеры, поточные измерительные устройства и сигнализаторы  уровня заполнения молочных резервуаров. Молочных блоках жывотноводческих ферм  обычно применяют циферблатные  весы – нетто с подвесными резервуарами. Молоко, собираемое в доильные ведра или во фляги, взвешивают на товарных платформенных рычажных весах с уравновешиванием   грузов при помощи гирь, шкальных и циферблатных механизмов [5].

2.3.2 Очистка молока

После процесса взвешивания  молока, его очищают. При доении коров  в переносные ведра молоко от механических примесей очищают, переливая его  во фляги или другие емкости через  фильтры из синтетических тканей, специальные сита – цедилки или используют для этого центробежные молокоочистители. При процеживании из молока удаляются шерсть, пыль, частицы корма и подстилки. Необходимо лишь, чтобы фильтры были всегда чистыми. После использования их необходимо промыть в теплой воде с моющим средством и просушить [4].

Магистральные цилиндрические фильтры  используют для фильтрации молока в  потоке на доильных установках. Их ставят в конце вакуумированого молокопровода, на входе воздухоразделитель или вакуумированый молочный резервуар.

Свежевыдоенное молоко, получаемое на доильных установках различных типов, очищается в закрытом потоке в фильтре, поставленном непосредственно в молокопровод. В расширение молокопровода вставляется труба обычного диаметра закрепленное резиновой пробкой.  На конец трубы надевается насадок, состоящий из шести металлических прутьев, соединенных кольцами. На насадке при помощи резинового кольца крепится фильтрующий элемент. Молоко проходит фильтр, а затем через поточный охладитель  поступает в накопительную ёмкость [6].

Закрытые фильтрационные аппараты имеют сравнительно высокую производительность. Их применяют на фермских молочных заводах. По конструкции аппараты разделяются  на дисковые  цилиндрические и конические.

В дисковом аппарате молоко поступает  на фильтрацию через входной патрубок, а затем, пройдя через фильтровальные прокладки, где очищается от механических включений и выходит через выходной патрубок. Исполнение дисковых фильтрационных аппаратов отличается развитой фильтрующей поверхностью, которая может регулироваться набором фильтрующих дисков.

Молоко, транспортируемое по подземным  молокопроводам, вытесняется сжатым воздухом, воздействующим на закладные  детали. Иногда с помощью сжатого  воздуха оно подается и по технологическим  молокопроводам. Сжатый воздух перед подачей в молокопровод необходимо очистить и обеззаразить, для чего его пропускают через пористые перегородки воздушных фильтров [6].

При доении коров в молокопровод молоко очищается в процессе прохождения его через фильтры, установленные непосредственно в доильных аппаратах, в молокопроводе или в верхнем бачке охладителя. Промывать такие фильтры следует после каждого доения.

В некоторых комплексах и на крупных  фермах для очистки молока применяют центробежные молокоочистители типа ОМ-1А.

В литературе имеются весьма ограниченные сведения о том, каким должен быть фермских молокоочиститель. Эта важная проблема пока изучена недостаточно полно.

Для очистки молока используют сепараторы - сливкоотделители, которые малопригодны,   так как из барабана этого сепаратора выходят сливки и обезжиренное молоко. При дальнейшем их смешивании уже нельзя получить однородную смесь, в результате чего молоко теряет ряд важных свойств. Кроме того, время без остановочной работы этого сепаратора в 3 раза меньше, а потери белка с сепараторной слизью в 2 раза больше, чем у специальных очистителей, увеличивается также диспергирование жировой фазы молока. До сих пор нет единого температурного режима очистки молока.

Сейчас в сельском хозяйстве  используют сепараторы - молокоочистители, которые практически ни чем не отличаются от аналогичных агрегатов, применяемых в молочной промышленности. Механический перенос конструкций промышленных сепараторов, в специфические условия сельского хозяйства, экономически и технически нецелесообразен.

Молоко на ферме следует подвергать минимальной обработке, при которой максимально сохранились бы его первоначальные качества, так как по санитарным правилам молочной промышленности все молоко, поступающее на заводы, подвергается повторной обработке, в том числе очистке, независимо от первичной обработки его в хозяйствах.

На фермах наиболее распространена следующая технология: молоко от здоровых коров с начало очищают, затем  охлаждают и хранят до отправки на перерабатывающее предприятие.

Если на  ферме имеется  центробежный  сепаратор-очиститель   ОМ-1   (с производительностью 1000 л/ч), то для непрерывной его работы необходимо накопить определенное количество молока, на что уходит более 30 минут. За это время кислотность молока может заметно и не возрасти, т.к. молоко находиться в бактерицидное фазе,  затрудняющей размножение микроорганизмов и часто даже подавляющей их деятельность. Однако в нем интенсивно растворяются и измельчаются механические примеси, которые проникают в молоко во время мойки и после нее. Эти примеси невозможно полностью удалить даже в самом совершенном молокоочистителе. Внешне же это молоко кажется доброкачественным.

Известно, что сепараторы-очистители, среди них и ОМ-1, не пригодны для  обработки холодного молока. В  застойных зонах, внутри барабанов собирается маслоподобная масса, зазоры между  тарелками быстро забиваются механическими примесями, на поверхности тарелок обильно налипает жир. Поэтому возникает необходимость (особенно зимой) в его подогреве до оптимальной температуры очистки, из-за чего возрастают затраты на первичную обработку молока, снижается рентабельность процесса очистки, ухудшается качество молока.

Установлено, что чем выше температура  молока, поступающего на очистку, тем больше потери белка и сильнее измельчаются жировые шарики, в большей степени раздробляются скопления бактерий, что ускоряет их размножение. При дальнейшем сепарировании такого молока мелкие жировые шарики не выделяются в сливки и теряются с обезжиренным молоком.

Самые надежные условия сохранения первоначальных свойств и качества молока можно обеспечить немедленным его охлаждением после дойки. Исследования показывают, что в молоке, охлажденном до 7 - 8°С и очищенном в обычном тарельчатом сепараторе-очистителе, потери белка сокращаются примерно на 3 процента, обсемененность снижается в 1,3 раза (благодаря снижению дробления бактериальных скоплений), меньше диспергируется жировая часть, медленнее нарастет кислотность, замедляется процесс растворения посторонних примесей, увеличивается продолжительность бактерицидной фазы.  Еще более эффективно процесс очистки молока протекает в бестарельчатом сепараторе-молокоочистителе. Он состоит из корпуса, крышки, разделительной тарелки и питающей трубки с вертикальными каналами, расположенной в центре сепаратора. Молоко подводится через питающую трубку и выводится между крышкой и разделительной тарелкой. Такой сепаратор обеспечивает в 1,4 раза большую степень очистки молока, чем тарельчатый [10].

В барабане сепаратора-молокоочистителя  ОМА-2 наблюдается турбулентный режим течения жидкости, поэтому в [11] отмечена незначительная роль тарелок, которые в данном случае не выполняют своих функций. Турбулентный режим характерен  и для  тарельчатых  очистителей  ОМ-1,  ОМА-3М. Такой же режим течения наблюдается и бестарельчатом барабане. Благодаря турбулентному режиму исключается или сводится к минимуму такое нежелательное явление, как выделение внутри барабана жировой фазы, а на удаление частиц механических примесей турбулентный режим не влияет, т.к. они движутся вместе с потоком молока к периферии и осаждаются на стенках барабана.

Для ферм не подходят также сложные  по конструкции и ненадежные в  эксплуатации саморазгружающиеся сепараторы-молокоочистители, работающие без остановки много суток подряд. Поскольку дойка коров длится в пределах 2 часов, то и очиститель должен работать такое же время. У серийных молокоочистителей период непрерывной работы составляет более 2,5 часов. После очистки молока барабан сепаратора следует разбирать и освобождать от шлама, а это является очень трудоемкой работой [10].

2.3.3 Охлаждение молока

Очищенное молоко отправляют на молочный пункт или на молочный завод, где  оно подвергается дальнейшей обработке. Если после доения в течение некоторого времени задерживается в хозяйстве или транспортируется на дальнее расстояние, то его после очистки охлаждают [8].

Охлаждение молока необходимо для  задержания развития бактерий, сохранения бактерицидных свойств молока и витаминов и недопускание его скисания. Охлаждают молоко не только в период летней жары, но и в холодную погоду, так как парное молоко, слитое в емкость, долгое время остается теплым, что благоприятствует развитию бактерий. Охлаждают молоко в бассейнах, в ваннах, в танках и на аппаратах-охладителях естественным или искусственным холодом. Простейший способ  охлаждения молока - погружение его во флягах в холодную воду.

При доении коров в молокопровод, а также на установках "тандем", УДС-5 и других системах применяют  вакуумные противоточные охладители.

Наиболее распространен на фермах охладитель-очиститель ООМ-1000. Применяют также трубчатые  и пластинчатые охладители (ООУ-М), в которых молоко охлаждается автоматически в закрытом потоке [8].

 Охлажденное молоко хранят  в молочных емкостях - танках, количество  и вместимость которых зависит  от размера фермы и времени хранения молока. Танки для хранения молока имеют двойные стенки с термоизоляционной прокладкой между ними. Молоко в таких емкостях может храниться в течение 10 - 13 часов без существенного повышения его температуры. Для более продолжительного хранения молока охлаждают до температуры плюс 5 - 6°С, чтобы при доставке на завод температура его была не выше 10°С.