Способ охлаждения молока на животноводческих фермах и устройство для его осуществления

 

Изобретение предназначено для использования в области сельского хозяйства. Способ охлаждения молока на животноводческих фермах предусматривает смешивание его с 3-4% воды питьевой кондиции и распыление полученной смеси в резервуаре испарителя. В последнем поддерживают остаточное давление 4-7 торр. Распылительная форсунка расположена в верхней части резервуара-испарителя. Нижняя часть его сообщена с молочным насосом. Устройство содержит вакуумный насос, соединительной трубкой сообщенный через конденсатор с резервуаром-испарителем и с другой стороны - с эжектором. Водяной канал эжектора соединен с резервуаром для воды и водяным насосом. Резервуар-испаритель снабжен водяной рубашкой, соединенной через вентили с водяным насосом и источником естественного холода. Обеспечивается надежное и интенсивное охлаждение молока в любое время года с сохранением его качества и консистенции при уменьшении материалоемкости системы. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 1ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам и оборудованию для охлаждения молока и других жидких пищевых продуктов сельскохозяйственных предприятий, и может быть использовано в пищевой промышленности.

Известны способы охлаждения молока на животноводческих фермах и устройства для их осуществления (Ю.Н.Ковалев "Молочное оборудование животноводческих ферм и комплексов", М., Россельхозиздат, 1987, с. 160-193, 213- 237).

Представленный в этом источнике информации способ охлаждения молока предусматривает подачу его в резервуар и отвод тепла или промежуточным хладоносителем или непосредственно хладагентом через металлическую стенку резервуара.

Устройство для охлаждения молока содержит резервуар для него с металлической стенкой из нержавеющей стали, теплообменную рубашку для промежуточного хладоносителя или для хладагента, перемешивающее устройство, холодильную установку.

Недостатком этих способа и устройства являются потери тепла при отводе его через металлическую стенку, которые снижают КПД устройства, приводят к большим затратам материала, в частности дорогой и дефицитной нержавеющей стали, увеличивают время охлаждения молока, ухудшают его качество. Кроме того, для охлаждения предусмотрено использование холодильных установок, работающих на дефицитном, дорогом и экологически вредном фреоне.

Из SU 662044, A 01 J 5/00, 15.05.79 известен способ охлаждения молока за счет создания вакуума в резервуаре с молоком.

Также из этого же источника информации известно устройство для охлаждения молока на фермах, содержащее вакуумный насос, соединенный трубой с молочным танком, а на соединительной трубе, соединяющей воздухоразделитель и молочный танк, установлен кран (клапан), управляемый датчиком количества молока в воздухоразделителе. Кроме того, установка снабжена конденсатором, через который вакуумный насос соединен с молочным танком.

Недостатком этих способа и устройства являются: - потери молока и изменение его физических характеристик при "холодном" кипении его по всем объему; - необходимость иметь вакуумируемые резервуары большой вместимости и прочности, что увеличивает материалоемкость и стоимость устройства.

Известен способ охлаждения молока на животноводческих фермах, предусматривающий подачу его в вакуумированный резервуар-испаритель (RU 2108711 C1, A 01 J 9/04, 20.04.98).

Подача молока производится посредством впрыскивания через дросселирующее приспособление.

Известно устройство для охлаждения молока на животноводческих фермах, содержащее вакуумируемый молочный резервуар-испаритель, выполненный в виде вакуумплотного цилиндрического сосуда, вакуумный насос, соединительную трубку, конденсатор (RU 2108711 C1, A 01 J 9/04, 20.04.98).

К недостаткам этих способа и устройства относится то, что при охлаждении молока происходит уменьшение его количества из-за испарения жидкости. Кроме того, производится порционное охлаждение молока, что влечет необходимость выполнения резервуара-испарителя значительных размеров, чтобы обеспечить своевременное охлаждение молока на фермах после дойки. А большие размеры вызывают, соответственно, и повышенную материалоемкость устройства.

Данное изобретение направлено на решение технической задачи, заключающейся в уменьшении потерь молока при повышении эффективности и интенсивности его охлаждения, обеспечении поточности процесса охлаждения, сокращении материалоемкости охлаждающих систем, уменьшении их стоимости.

В результате использования изобретения за счет увеличения интенсивности охлаждения молока и обеспечения поточности процесса охлаждения повышается надежность системы охлаждения.

Для достижения этого технического результата способ охлаждения молока на животноводческих фермах, предусматривающий подачу его в вакуумированный резервуар-испаритель, отличается тем, что подаваемое в резервуар-испаритель молоко смешивают с 3-4% воды питьевой кондиции и полученную смесь распыляют в указанном резервуаре и поддерживают остаточное давление в нем 4-7 торр.

Устройство для охлаждения молока на животноводческих фермах, содержащее вакуумируемый молочный резервуар-испаритель, выполненный в виде вакуумплотного цилиндрического сосуда, вакуумный насос, соединительную трубу, конденсатор, отличается тем, что в верхней части резервуара-испарителя расположена распылительная форсунка, соединенная с напорным молокопроводом и системой водоснабжения регулирующим вентилем, а нижняя часть резервуара-испарителя соединена с молочным насосом и обратным клапаном, установленным на молокопроводе, причем молочный насос электрически соединен с верхним и нижним датчиками уровня, установленными в резервуаре-испарителе. Вакуумный насос может быть соединен с эжектором, водяной канал которого соединен с резервуаром для воды и насосом. Резервуар-испаритель может быть снабжен водяной рубашкой, соединенной через вентили с водяным насосом и источником естественного холода. Верхний датчик уровня, расположенный в резервуаре-испарителе, может быть выполнен с возможностью перемещения по высоте.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид устройства.

Устройство для охлаждения молока на животноводческих фермах содержит вакуумируемый молочный резервуар-испаритель 1, выполненный в виде вакуумплотного цилиндрического сосуда (трубы) с вертикальной осью, в верхней части которого расположена распылительная форсунка 2, соединенная с напорным молокопроводом 3, соединенным в свою очередь с системой водоснабжения регулирующим вентилем 4 и фильтром для воды 5. Нижняя часть резервуара-испарителя 1 соединена с молочным насосом 6 и обратным клапаном 7, установленным на молокопроводе, причем молочный насос 6 электрически соединен с блоком управления 8 и датчиками уровня, установленными в нижней и верхней частях резервуара-испарителя 1 в трубке 9 с поплавком. Вакуумный насос 10 через конденсатор 11 и соединительную трубку (вакуумпровод) 12 сообщен с резервуаром-испарителем 1 и с эжектором 13, выполняющим роль насоса предварительного вакуума и конденсатора, водяной канал которого соединен в свою очередь с резервуаром 14 для воды и источником 15 естественного холода. Резервуар-испаритель 1 снабжен водяной рубашкой 16, соединенной через вентили 17 и 18 соответственно с резервуаром 14 для воды и с водяным насосом 19. Эжектор 13 через резервуар 14 для воды и вентиль 17, рубашку 16 и вентиль 18 или вентиль 20 и трубопровод 21 сообщен с водяным насосом 19. Зимний или летний режимы работы системы устанавливаются путем регулировки вентилями 20, 22, 23. Регулировка подачи молока осуществляется при помощи клапана-регулятора 24. В верхней части резервуара-испарителя 1 установлен каплеотбойник 25.

Данный способ содержит следующую последовательность операций: 1. Смешивание молока, подаваемого на охлаждение с 3-4% воды питьевой кондиции.

2. Создание в резервуаре-испарителе 1 остаточного давления 4-7 торр.

3. Подачу и распыление полученной смеси из молока и воды в резервуаре-испарителе 1.

4. Откачку охлажденного молока.

Данный способ в описываемом устройстве осуществляют следующим образом.

В теплое время года молоко, подаваемое на охлаждение по молокопроводу 3 через клапан-регулятор 24, смешивается с 3-4% воды питьевой кондиции, поступающей из системы водоснабжения через регулирующий вентиль 4 и фильтр 5. Затем смесь поступает в форсунку 2, расположенную в верхней части резервуара-испарителя 1. Вода питьевой кондиции в количестве 4% от количества охлаждаемого молока, значительно перегретая для остаточного давления, поддерживаемого в резервуаре-испарителе 1 (4 торр. Температура воды 8...1^oC). Полученная распыленная смесь охлаждаемого молока и воды под действием разности давлений в напорном молокопроводе и резервуаре-испарителе 1 вскипает, охлаждая распыленное молоко, которое скапливается на дне резервуара-испарителя 1. Уровень охлажденного молока в резервуаре-испарителе 1 растет, достигает датчика верхнего уровня и вызывает его срабатывание. Сигнал от датчика верхнего уровня поступает в блок 8 управления, включается молочный насос 6, который через обратный клапан 7 откачивает охлажденное молоко из испарителя 1. Молочный насос 6 отключается датчиком нижнего уровня. Пары воды и воздух из резервуара испарителя 1 через конденсатор 11 по соединительной трубке (вакуумпроводу) 12 откачиваются вакуумным насосом 10 и эжектором 13, включенным последовательно. Вода накапливается в резервуаре 14 для воды, откуда поступает через вентиль 20 (вентиль 17 закрыт) к водяному насосу 19, затем к эжектору 13, выполняющему роль конденсатора и насоса предварительного вакуума, резервуару 14 для воды и цикл замыкается. В этом случае эжектор 13 выполняет еще роль конденсатора.

В холодное время года закрываются вентили 20 и 22 и открываются вентили 17, 18 и 23. Хладоноситель (вода) проходит по контуру через источник 15 естественного холода, охлаждается и через вентиль 17 поступает в водяную рубашку 16, охлаждает молоко и через вентиль 18 поступает в насос 19 и далее через вентиль 23 поступает в источник 15 естественного холода и цикл замыкается. В этом случае источник 15 естественного холода непосредственно охлаждает молоко, находящееся в резервуаре-испарителе 1.

Перемещая датчик верхнего уровня по вертикали резервуара-испарителя 1, можно регулировать температуру охлаждения и предотвращать замораживание молока, что отрицательно отражается на его качестве, при этом осуществляется изменение времени цикла охлаждения.

Как в холодное, так и теплое время года в резервуаре-испарителе 1 поддерживается вакуум, который обеспечивает поступление молока на охлаждение.

Таким образом, данное изобретение обеспечивает надежное и интенсивное охлаждение молока в любое время года с сохранением его качества и консистенции при уменьшении материалоемкости охлаждающей системы и ее стоимости.

Формула изобретения

1. Способ охлаждения молока на животноводческих фермах, предусматривающий подачу его в вакуумированный резервуар-испаритель, отличающийся тем, что подаваемое в резервуар-испаритель молоко смешивают с 3 - 4% воды питьевой кондиции и полученную смесь распыляют в указанном резервуаре и поддерживают остаточное давление в нем 4 - 7 торр.

2. Устройство для охлаждения молока на животноводческих фермах, содержащее ваккумируемый молочный резервуар-испаритель, выполненный в виде вакуум-плотного цилиндрического сосуда, вакуумный насос, соединительную трубу, конденсатор, отличающееся тем, что в верхней части резервуара-испарителя расположена распылительная форсунка, соединенная с напорным молокопроводом и системой водоснабжения регулирующим вентилем, а нижняя часть резервуара испарителя соединена с молочным насосом и обратным клапаном, установленным на молокопроводе, причем молочный насос электрически соединен с датчиками уровня, установленными в нижней или верхней части резервуара-испарителя.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что вакуумный насос соединен с эжектором, водяной канал которого соединен с резервуаром для воды и насосом.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что резервуар-испаритель снабжен рубашкой, соединенной через вентили с водяным насосом и источником естественного холода.

5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что верхний датчик уровня, расположенный в резервуаре-испарителе, выполнен с возможностью перемещения по высоте.

РИСУНКИ

Рисунок 1