Механизация линии доения и первичной обработки молока на ферме КРС

Обойма расположена в зоне подачи молода из приемно-распределительной камеры на внутренние стенки емкости.

Фильтр в средней части прикреплен к пат-рубку, соединенному с вакуумной магистралью посредством тарельчатых пол у манжет.

При работе доильной установки  емкость оказывается завакуумированной. Под действием вакуума крышка прижимается к емкости, тарельчатые полуманжеты сжимаются, закрепляя сетчатый фильтр, а молоко из молокопровода через патрубок 7 поступает в камеру и далее через отверстия попадает на гофр, •с которого сливается в емкость, стекая по ее .внутренним стенкам и охлаждаясь. Выравнивание давления ,в емкости и камере осуществляется посредством патрубка 14. После окончания доения крышку снимают и посредством мерной линейки замеряют количество поступившего в емкость молока. Емкость предназначена для сбора и охлаждения молока, надаиваемого от группы коров, обслуживаемых одной дояркой.

 

 

Рисунок   .Ёмкость  для сбора и охлаждения молока.

Авторское свидетельство  № 826995.

Целью изобретения является повышение производительности путем уменьшения влияния фактора концентрационной полярности мембран.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для ультрафильтрации молочных продуктов (рис   ), содержащее корпус с размещенными в нем дренажной пластиной и мембраной, снабжено диафрагмой со штоком п обратными клапанами, при этом диафрагма расположена параллельно мембране с образованием канала, а обратные клапаны установлены в этом канале.

Hа рисунке показан продольный разрез устройства.

Устройство содержит корпус 1 с крышкой 2, дренажную пластину 3, пористую перегородку 4, мембрану 5, обратные клапаны 6 и 7, кольцо 8 для их установки, диафрагму 9, связанную со штоком 10.

При движении штока  10 с диафрагмой 9 вверх обратный клапан 6 открывается, и в образовавшийся между диафрагмой 9 и мембраной 5 канал поступает подлежащий разделению продукт. При движении штока 10 вниз обратный клапан 6 закрывается, открывается обратный  клапан 7, при этом подсгущенный  продукт под давлением   вытекает    через    клапан 7, а ультрафильтрат удаляется через отверстие в корпусе 1. Происходит    процесс    ультрафильтрации продукта с турбулизацией потока жидкости за счет непрерывно изменяющейся от нуля до максимально заданной величины его скорости. Привод диафрагмы может быть осуществлен любым известным способом, например электромагнитным, пневматическим, механическим и др.

Выполнение устройства для ультрафильтрацпи молочных продуктов в виде диафрагменного насоса, снабженного обратными клапанами позволяет вести процесс ультра-фильтрации с высокой степенью турбули-зации потока жидкости, как в момент засасывания, так и в момент выталкивания продукта,, а   также   поддерживать  установ ленную величину проницаемости мембраны и производительность установки.

 

Рисунок   . устройство для ультрафильтрации молочных продуктов.

2.5 Выводы по разделу

 

Проведя обзор литературных источников видим, что в настоящее время  промышленностью выпускается достаточно большое разнообразие машин и оборудования для доения и первичной обработки молока. Задачей инженерных служб при проектировании технологических линий является научно обоснованный подбор оборудования для выполнения различных технологических операций. Необходимо учитывать перспективу развития хозяйства.

Рассматривая конструкции различных  устройств для фильтрации молока следует отметить, что несмотря на те или иные преимущества,  они  обладают и рядом недостатков: сложность  конструкции, малой активной поверхностью фильтрующего элемента, большой трудоемкостью при проведении технического обслуживания.

 

 

3 Технологический расчет производственной линии доения

 

3.1 Расчет обслуживающего персонала

Механизация доения коров и первичной  обработке молока зависит от способа содержания животных и условий ведения хозяйства молочно товарной фермы.

При доении коров в стойлах рассчитываем количество доильных аппаратов N_a, по числу обслуживающего персонала, необходимого для выдаивания группы коров в отведенное время, которое рассчитывают по формуле:

                       ;

где m - количество дойных коров, голов;

       t_p - среднее ручное время, затрачиваемое на обработку одной коро            

             вы, мин.;

             (3-4 минуты доение в молокопровод )

        Т - продолжительность  разового доения расчетного поголовья,  мин 

              (по зоотехническим требованиям  90…120 мин. [7] ).

 

,

       

  принимаем количество операторов 25.

 

 

 

 

3.2 Расчет производительности доильной установки

 

Расчетная производительность доильных установок определятся по формуле:                        

                         ;

                        гол/мин,

Количество доильных аппаратов или станков n, которое мастер машинного доения может использовать без простоев и передержки аппаратов при доении, рассчитывают по формуле:

                         ,

где  tg - среднее время непосредственного доения аппаратом без участия

             мастера машинного доения, мин. (не  должно превышать 4-6 мин)

        t м.р. - время выполнения машинно-ручных операций - подключе-

                    ние и надевание стаканов, заключительный  массаж и ма-          

                    шинное додаивание, снятие доильного аппарата, переходы от

                    одной коровы к другой, мин. (принимаем  по табл. 52 [7] ).

                           .

Принимаем 2 мастера машинного доения.

Потребность в мастерах машинного доения Р, чел., рассчитывают по следующей формуле:

                          ,

                         человек, принимаем 3.

Пропускная способность доильной установки П, за отведенное время  Т, определяют по формуле:

       ,

      .

Далее производим расчет машин и  оборудования для первичной обработки молока.

Взвешивают молоко на весах СМИ-500М, имеющих приемную ванну вместимостью 500 дм³.

Пропускная способность (кг/с) резервуара определяется по следующей формуле:

                          ,

где V - вместимость резервуара, м³;

       r - плотность взвешиваемой жидкости, кг/м³

             (плотность молока r = 1032 кг/м³)

        t_Ц - продолжительность одного цикла, с

              (t_Ц составляет 180…300 с)

                         кг/сек.

3.3 Расчет линии очистки молока

Молоко очищают от примесей фильтрованием  и центробежным способом.

Фильтруется молоко в потоке марлевыми, фланеливами или лавсановыми фильтрами. Выбираем центробежный способ очистки молока от механических загрязнений с использованием молокоочистителей агрегата ОМ-1А.

После выбора сепаратора-молокоочистителя, определяем длительность (г) его работы без разборки по следующей формуле:

                         ,

где  V_гр - объем грязевого пространства барабана, дм³ ;

        р - процент  отложения сепараторной слизи  от общего объема про-

             пущенного молока (р = 0,03…0,06%) [7] ;

        М_о - производительность очистителя, дм³/ч ;

                       часа

3.4 Расчет линии охлаждения

Охлаждают молоко в потоке на оросительных или пластинчатых охладителях молока. Хладоносителем в них служит вода или рассол.

 Рабочую поверхность охладителя  можно рассчитать по формуле:

               ,

где q_p – количество продукта подлежащего охлаждению за 1 ч, кг;

c – теплоёмкость молока, Дж/(кг°с), 3948 Дж/(кг°с)

t₁ – начальная температура продукта, °с;

t₂ конечная температура продукта, °с;

k – общий коэффициент теплопередачи,  Вт/(м²°с) (к=1200…1400 Вт/(м²°с)) [7];

Dt_ср средняя логарифмическая разность температур, °с;

 

,

где Dt_max – разность температур жидкости в начале процесса, °с

Dt_min – разность температур жидкости в конце процесса, °с (Dt_min =2…3 °с)    [7].

 °с

 

Следовательно,

              

Выбираем марку охладителя:

пластинчатый охладитель АДМ-13000.

Выбрав марку охладителя, определяем количество установок по формуле:

                     ,

где f₀ - рабочая поверхность охладителя принятой марки, м³;

                      установка.

Количество пастеризаторов определяют по формуле:

                      ,

где Gч.п. - часовая производительность одного пастеризатора, кг/ч;

                    пастеризатор ОПД-1М

Часовой расход пара П, кг/ч, на пастеризацию (нагрев) продукта определяют по формуле:

                     ,

где Gn - количество продукта, которое необходимо пастеризовать (на-

               греть) в течение 1 часа, кг;

        Сn - теплоемкость продукта, кДж/кг °С;

         tn - температура пастеризации (нагрева) продукта, град, (85…90°С)

         i_n - теплосодержание пара, кДж/кг;

l - теплосодержание конденсата, кДж/кг;

h_n - тепловой КПД пастеризатора

    (h_n=0,9…0,95);

                

После пастеризации молоко охлаждают. С целью экономии тепла и холода (до 45%) используют регенеративный теплообмен, при котором молоко, идущее на пастеризацию, нагревают молоко, идущим из пастеризации.

При заданном коэффициенте регенерации  необходимую рабочую поверхность регенератора определяют по формуле:

                  ,

где Qч.n. - часовая производительность пастеризатора, кг/г;

        Сn - теплоемкость продукта пастеризации, кДж/кг °С;

        Е - коэффициент  регенерации (принимают 0,45);

        tn - температура пастеризации, °С;

        tx - начальная температура молока, поступающего в регенератор

              для подогрева, °С;

                   ,

Количество регенераторов находим  по формуле:

                ,

где f₀ - рабочая поверхность регенератора принятой марки, м²;

 

               ,

Принимаем n₀ = 5 регенераторов.

Для подачи  молока применяют специальные  молочные насосы: НМУ-6 -центробежный горизонтальный одноступенчатый.

Диаметр молочных трубопроводов определяют по формуле:

                        ;

где V - скорость движения молочных продуктов, м/с (рекомендуется

             принимать для молока 0,5…1,5);

        r - плотность молочных продуктов, кг/м³

                      0,041 м.

Принимаем d = 42 мм .

Расчетным данным наиболее подходит установка ОПФ-1 или ОПУ-3М, однако в хозяйстве уже есть установка  ОПФ-1-300.

3.5 Расчет обслуживающего персонала  для проведения технического обслуживания

 

Потребное количество слесарей и мастеров -наладчиков для проведения ежесменного  технического обслуживания (ЕТО) и технических  обслуживаний 1и 2 (ТО1, ТО2) рассчитывают по трудоемкости работ. Для этого строят график технического обслуживания, где указаны марка машин, количество и трудоемкость обслуживания одной машины данной марки.

По графику определяем общую  трудоемкость ЕТО и ТО1, ТО2 (см. лист 7). Далее определяем количество слесарей, для проведения ЕТО, по следующей формуле:

                    ,

где То - суммарная трудоемкость ЕТО, чел ч ;

       Фд.р. - действительный  фонд времени слесаря, ч

            Фд.р. = Д Z,

где Д- среднемесячное число рабочих  дней, дн [27],

      Z - продолжительность рабочей смены, ч

           Фд.р. = 25,4 × 7=177,84;

                ,

Принимаем одного слесаря.

Для проведения ТО1 и ТО2 необходим  мастер-наладчик. Количество мастеров-наладчиков определяем по формуле:

                  ,

 

где Тто - суммарная трудоемкость ТО-1 и ТО-2, чел×ч.;

                 ,

Принимаем одного мастера-наладчика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Конструкция фильтра очистки молока

4.1 Описание предлагаемой линии  очистки

При отправке молока непосредственно в торговую сеть для продажи в разлив или доставке на предприятия общественного питания пользуемся схемой: очистка - пастеризация - охлаждение.

Молоко из приемной ванны проходит очистку в фильтре очистки  молока, а затем поступает в пастеризатор. В регенеративном теплообменнике холодное молоко предварительно подогревается горячим паром, выходящим из пастеризатора. Горячее молоко отдает часть своего тепла и доохлаждается в танке-охладителе.

Для переработки молока применяем  следующую технологию: очистка - пастеризация - сепарирование с получением высокожирных сливок - механическая обработка сливок с их охлаждением.

4.2 Описание конструкции фильтра

 

Проектом предлагается установить в технологической цепи ОПР-1-300 фильтр пакетный молока.

Он состоит из днища 1 (рис. 2), на которое устанавливается корпус 2, который закрывается крышкой 9. Между корпусом и крышкой установлена резиновая прокладка. Днище, корпус и крышка скрепляются тремя стяжками 10. В днище вварена труба 3 для вывода чистого молока и патрубок 11 для удаления примесей. К трубе приварено кольцо, которое служит опорой фильтрующего элемента. Фильтрующий элемент состоит из каркаса 5 и лавсанового покрытия 6, которое к каркасу крепится резиновыми кольцами 4. Фильтрующий элемент закреплен на трубе гайкой 12.