Обоснование размеров фермы (комплекса) крупного рогатого скота и состава технологического оборудования

       - коэффициент неравномерности поступления молока (при работе одного оператора =1, двух операторов =1,1…1,2, трёх операторов                =1,3…1,4);      

        - коэффициент, учитывающий максимально возможный надой молока за одну дойку (при двукратном доении коров =0,65, при трёхкратном =0,4);

      - средний надой молока за год от одной коровы фермы, кг;

      - число коров, выдаиваемых за 1ч.

 кг

 кг

Первичная обработка молока

     Оборудование  для обработки молока должно обеспечивать высокое его качество, и соответствие требованием стандарта на молоко, обязательно должна предусматриваться  первичная обработка молока непосредственно  на ферме - охлаждение его до температуры 4±2 С^о.

   Все операции, связанные с первичной  обработкой молока, подразделяют  на основные и вспомогательные.  К основным операциям относится  механическая и тепловая обработка,  к вспомогательным – приём,  взвешивание и транспортировка  молока, а также мойка и стерилизация  посуды. Механическая обработка  включает в себя очистку, нормализацию, сепарирование; тепловая – охлаждение  и нагревание. Первичную обработку  молока выполняют в поточных  линиях на современных доильных  установках по схеме доение  – очистка – охлаждение –  хранение при низкой температуре.

      Молоко очищают от примесей  фильтрованием и центробежным  способом. Фильтруется молоко в  потоке марлевыми, фланелевыми  и лавсановыми фильтрами. Центробежный  способ очистки молока от механических  загрязнений с использованием  сепаратора – молокоочистителя  ОМА-3М и молокоочистителей агрегата  ОМ-1А более совершенен. Его применяют  в поточных линиях.

     Сепаратор – молокоочиститель ОМА-3М используют в пастеризационной установке ОПУ-3М  и ОП2-У5.

Выбор танка-охладителя молока

      Танк-охладитель молока состоит из 2-х частей. Емкости (резервуара) и холодильного агрегата.

      Резервуары  подразделяются на горизонтальные и  вертикальные, открытые и закрытые.

      Горизонтальные  танки занимают большую площадь  и их труднее мыть. Вертикальные танки компактные, но ограничены по объему. Закрытые танки имеют герметичный  термоизолированный корпус. Открытые танки промываются вручную, не имеют  термоизоляцию съемной верхней  части. Поэтому в них охлажденное  молоко при хранении нагревается  быстрее.

     Горизонтальные  танки подразделяются на цилиндрические и эллипсоидальные. Эллипсоидальные  танки имеют большую охлаждающую  поверхность, охлаждают молоко быстрее. Для равномерного охлаждения молока внутри емкости монтируют мешалки.

     Охлаждают молоко, применяя 2 системы «прямого охлаждения» и «промежуточного  охлаждения».

     При «прямом охлаждении» нижняя часть  резервуара танка состоит из двух сваренных между собой стальных листов и выполняет роль испарителя. Зазор между листами в зависимости  от применяемого хладагента 0,7…1,3 мм. Хладагент  поступает в испаритель, «кипит», поглощает тепло, охлаждая молоко.

     Преимущества  такой системы:

1. Простота конструкции.
2. Более низкая цена.
3. Меньше габариты.
4. Высокий КПД системы.

Недостатки:

      1. Существует риск намораживания  молока на стенках при низком  уровне заполнения молоком.

      2. Более низкая скорость охлаждения  по сравнению с «промежуточным»  охлаждением».

     При «промежуточном охлаждении» испаритель располагается в емкости с  теплоносителем (водой), расположенной  под танком-охладителем молока. Хладагент  охлаждает воду, а ледяная (охлажденная) вода разбрызгивается по поверхности  танка и охлаждает молоко. В  испарителе образуется лед (ледяной  банк), в который попадает вода с  поверхности танка, после охлаждения молока.

     Преимущества:

1. Исключено намораживание молока на стенках танка при низком уровне заполнения.
2. Большая скорость охлаждения.
3. Отсутствует перегрузка компрессора.
4. Более экономичный способ из-за возможности использования «ночного тарифа».
5. Более равномерное нагружение электрической сети.

Недостатки:

1. Более высокая (на 25…30%) стоимость оборудования.
2. Большее энергопотребление.
3. Большие габариты.
4. Небольшой максимальный объем.
5. Низкий КПД.

При отсутствии «ночного тарифа» данная система не выгодна.

     Большинство хозяйств на сегодня используют танки-охладители «прямого охлаждения».

     Для обоих систем холодильные агрегаты во многом схожи.

     В холодильных агрегатах используются 2 типа компрессоров (герметичных), поршневые  и спиральные.

     Наиболее  распространенными являются поршневые  компрессоры: отличаются высокой надежностью, мощностью.

     Спиральные  компрессоры поступают из Европы с 2000 года. Отличаются более низким (на 8…10%) энергопотреблением по сравнению  с поршневыми компрессорами.

     Классификация танков-охладителей молока согласно ISO 5708 производится по 3 критериям:

1. Количество доений. Характеризует мощность холодильного агрегата. Мощность его должна быть достаточной для охлаждения молока, полученного при каждом доении.

     Если  танк рассчитан на 2 доения, то холодильный  агрегат рассчитан на охлаждение 0,5 объема. При 4-х доениях – холодильный  агрегат рассчитан на охлаждение 0,25 объема молока в танке. При 6 доениях – 0,167 объема. Поэтому в танках-охладителях на 2  доения мощность холодильного агрегата выше, чем при 4 и 6 доениях. 

Таблица 2.18 – Окружающая температура

 

     От  температуры окружающего воздуха  зависит работа конденсатора. При  высоких температурах затруднена конденсация  паров хладагента (превращение его  из газообразного в жидкое состояние).

Таблица 2.19 – Время охлаждения

 

     Пример  обозначения танка-охладителя молока: 4000-2В II. Танк, объемом 4000 л рассчитан на временное хранение молока от 2-х доек (по 2000 л), охлаждение 2000 л молока от 35 до 4 С^о за время не более 3 часов, при температуре окружающего воздуха не более 32 С^о.

     В большинстве случаев танки-охладители комплектуются емкостью и холодильным  агрегатом для 2-х или 4-х доек, при работе в условиях окружающей среды с температурой не более 32 С^о и временем охлаждения не более 3-х часов.

     Выбор емкости танка

     Емкость танка подбирается по формуле

      ,                                           (2.29)

где     V - объем танка в литрах;

     Q - годовой объем производства молока, л;

     D - время между 2 вывозками молока, дн.;

     K₁ - коэффициент заполнения танка, К₁=0,9;

     K₂ - коэффициент увеличения надоев в летний период К₂=1,3.

     Для примера рассчитаем емкость танка  для фермы на 200 коров с удоем 3500 литров. В год производится 200 х 3500=700000 л. Вывозка молока производится 1 раз в день. Объем танка:

     

куб.м

     1. Принимаем емкость танка равной 2000 л при 2-х дойках в день. Т.е. при каждой дойке танк  заполняется на 1000 л. Согласно  приложения        подбираем  эллиптический резервуар ДХ –  FF - 2000 (Германия) емкостью 2200 литров имеющий габариты: длина 2950 мм, ширина 1420 мм, высота 1720 мм.

     2. Холодильный агрегат подбираем  исходя из следующих соображений:  для охлаждения 1 кг молока на 32 С^о (с 35 С^о до 3 С^о) за 3 часа, при теплоемкости молока 3890 Дж/(кг ^оС) потребуется мощность:

      ,                                                (2.30)

где    Q - мощность холодильной установки, Вт;

     m - масса молока, 1 кг;

     c - теплоемкость молока, Дж/(кг С ⁰);

     t₂, t₁ - конечная и начальная температура молока, С ⁰;

     r - время охлаждения, С ⁰;

     η - К.П.Д. процесса охлаждения.

     

     Для охлаждения 1000 кг (л) молока потребуется 12 х 1000=12000 Вт. Подбираем холодильный  агрегат по приложению 54  KRFZ-127 (Германия) с холодильной мощностью 12760 Вт и габаритами: длина 1080 мм, ширина 680 мм, высота 593 мм.

     Таким образом, танк-охладитель молока состоит  из эллиптического резервуара DARI-KOOL DX-FF 2000 и холодильного агрегата KRFZ-127.

3. Правила  монтажа и установки танка-охладителя.

      Объем помещения для установки танка-охладителя подбирается по формуле

,                                                      (2.31)

где     V - объем помещения, м ³;

Q - холодопроизводительность агрегата, кВт;

17 -необходимый  объем помещения в м ³ на 1 кВт холодопроизводительности.

Для нашего примера:

V=12,76 х 17=216,92 м ³.

     При монтаже оборудования должна быть подведена  холодная и горячая вода, электроэнергия.

     Резервуар в помещениях располагают так, чтобы  удобно было подходить к нему со всех сторон. Расстояние до стен не менее 0,5 м. Помещение теплоизолированное. Канализация должна обеспечивать свободный  сток воды. Расстояние между емкостью и холодильным агрегатом должно быть минимальным.

     Холодильный агрегат монтируют или в одном  помещении с резервуаром или  в разных. При этом следует предусмотреть  вентиляционное отверстие для доступа  свежего воздуха. Нагретый воздух должен иметь возможность выходить наружу, через другие отверстия, например шахты.

     Установленный резервуар танка-охладителя молока должен иметь наклон дна около 2 градусов в сторону сливного патрубка для  полного слива молока или моющих растворов.