Разработка технологического процесса первичной обработки и переработки молока

Обслуживаемое поголовье 200…400 голов

Количество доильных мест-2…4

Число доильных аппаратов-8

Пропускная способность установки-60…65 коров/час

Число операторов-1

Мощность потребляемая электродвигателем-20,0 кВт

Масса-2515 кг

6.2 Оборудование для транспортировки, приемки и хранения молока.

    Основные требования к оборудованию:

        -сохранять первоначальные свойства молока и молочных продуктов;

        -обеспечить поточность производства при минимальных потерях.

    Для транспортировки молока к месту его хранения или переработки, а также перемещения молока и продуктов его переработки внутри предприятий, используем вакуумированные молокопроводы. Для создания вакуумметрического давления в молокопроводе применяем вакуумные насосы типа УВД.

    Для учета молока на доильных установках ставим групповые счетчики типа СМГ-1.

    В качестве емкостей для приема и хранения молока используем молокоприемный бак П6-ОРМ-2,0, рабочей вместимостью 2000 л. 

  6.3. Выбор и обоснование технологической схемы линии доения коров и       обработки молока.       

Технологическую схему линии разрабатывают с учетом задания на проектирование, анализа и оценки существующих способов содержания и доения коров, их поголовья, конструкций машин и оборудования молочных линий, производительности и структурной схемы ПТЛ.

К молочным ПТЛ предъявляются следующие требования:

- поточность производства;

- обеспечение необходимых условий для получения продукции высокого качества;

- обеспечение высшей степени механизации и автоматизации трудоемких процессов;

- снижение затрат труда, производственных и энергетических потерь.

6.4 Структурная схема поточных технологических линий доения коров и обработки молока.

   Беспривязное содержание скота: 1- коровник, 2 - групповые молочные счетчики, 3 - молокосборник, 4 - вакуумная установка, 5 - молочный насос; 6 - аппарат для очистки молока, 7 - охладитель молока; 8 - накопительная емкость для молока; 9 - молочный насос, 10 - автомолокоцистерна.

6.5 Подбор оборудования для механической обработки молока

    В доильных установках с молокопроводом и на линиях обработки молока кроме тканевых и одноразовых синтетических фильтров применяют фильтры многоразового использования типа ФМ. В нашем случае для фильтрации применяем фильтр ФМ-3, пропускной способностью 3000 л/час.

     Рабочий процесс первичной обработки молока протекает следующим образом:

Молоко из молокопровода через групповой счетчик СМГ-1 и фильтр ФМ-3 поступает в молокоприемный бак П6-ОРМ-2,0, далее молоко подается в односекционный охладитель, а затем в резервуар МКА-2000Л-2А для хранения. Далее происходит транспортирование молока на молокозаводы для дальнейшей его переработки. 

6.6 Технологический расчет охладителя

Технологический расчет охладителя включает :

  - определение количества воды или рассола исходя из заданной производительности охладителя М, кг/ч;

  - определение количества теплоты, отдаваемое молоком воде или рассолу;

  - определение рабочей поверхности теплообменника охладителя F, м2;

  - выбор типа и марки охладителя по заданным и расчетным параметрам.

  Количество воды (или рассола), необходимое для охлаждения молока находим по коэффициенту кратности расхода воды:

,где

Вв – секундный расход воды,

М – секундный расход охлаждаемого молока,

nв – коэффициент кратности расхода воды.

=3*500=1500 (кг)

     Количество теплоты отдаваемое молоком воде определяют из уравнения теплового баланса:

,

где См и Св – теплоемкость молока и воды (См= 3,9*103 и Св= 4,2*103 Дж/кг);

tмн , tмк , tвн , tвк – температуры молока, воды в начале и в конце процесса;

tмн = 36oC, tмк = 6oC , tвн = 4oC, tвк = 13oC

                                       500*3,9*103(36-6)=58500 (кДж)

  Производительность пластинчатого охладителя должна соответствовать часовой загрузке  ПТЛ доения. Площадь рабочей поверхности секции пластинчатого охладителя находим по формуле:

,

где - количество молока, прошедшее через охладитель за 1 с;

- теплоемкость молока

- температура молока на входе и на выходе из охладителя

К - общий коэффициент теплоотдачи  (К = 2000 Вт/м20С )

F - площадь поверхности охладителя

- средняя логарифмическая разность температур, определяемая по уравнению Ньютона-Грасгофа:

,где

, - разность температур между молоком и охлаждающей жидкостью на входе молока в охладитель и на выходе молока из охладителя;

=36-13=23 oC

                                                 =6-4=2 oC

==9,2 oC

Секундная производительность охладителя определяется по формуле:

,

где - часовая производительность ПТЛ

  (кг/с)

(м2)

     Количество пластин z секции охладителя определяется по формуле:

,

где - площадь рабочей поверхности секции охладителя, м2;

- поверхность теплообмена одной пластины, м2 .

        0,91/0,043=22,6 (принимаем 23 пластины)

     Согласно полученным расчетам, по справочнику принимаем охладитель

АДМ-13000.

     Таблица 6.4                                                               Характеристика охладителя

7. Расчёт навозохранилища

Определяем суточный выход навоза (кг) в одном помещении

Где - среднесуточное выделение твёрдых экскрементов одним животным, кг;

- среднесуточное выделение жидких экскрементов одним животным, кг;

- среднесуточная норма подстилки на одно животное, кг; m – количество животных в одном помещении, голов.

         Коровы         -                       =(35+20+1,5)*300=16950кг/сут

         Нетели          -                       =(20+8+1)*28=812 кг/сут

         Молодняк КРС            -       =(12+5+1)*80=1440 кг/сут

Среднесуточный выход навоза

=16950+812+1440=19202 кг/сут

В пастбищный период суточный выход навоза меньше

                                            =19202*0.5=9601кг/год

Годовой выход навоза (т)

Где - продолжительность стойлового периода

- продолжительность пастбищного периода

                                              =1*(230*19202+9601*135)/1000=5712,6 т

Объём навозохранилища

Где - продолжительность хранения навоза, сут

- коэффициент заполнения навозохранилища,  =0,9-1,0 для подстилочного и =0,8-0,9 для жидкого

- плотность навоза, для подстилочного навоза =600…900, для жидкого

=1000…1070

         Размер навозохранилища

        Принимаем высоту навозохранилища  h= 2.5 м

        Тогда размер навозохранилища принимаем 35 х 30 х 2,5

                                  8. Энергетические расчеты

                                                        8.1  Расчёт вентиляции

     Часовой  воздухообмен (м3 /ч) по  содержанию углекислого газа VCO2 и влаги VW определяют по формулам:

м3 /ч

Где С-количество углекислого газа, выделяемое одним животным, дм3/ч,

       m-количество животных,

       С2-допустимая норма углекислого газа в воздухе помещения, дм3/м3, С2=1,5

       С1-содержание углекислого газа, дм3/м3, С1=0,3…0,4

м3 /ч

Кратность воздухообмена

Проводится по максимальной величине расчетных часовых воздухообменов по отношению:

ч-1

Где Vп-объём помещения, м3

Vп принимаем равным 5000 м3

ч-1

В нашем случае К<3, следовательно выбираем естественную вентиляцию

                                     8.2  Определение потребности в воде.

Среднесуточный расход воды определяется:

, где

q – среднесуточная норма расхода воды данным потребителем, л;

m – число потребителей данного вида.

     Количество воды, необходимое для поения животных:

Q1 = 300*80+28*50+80*30 = 27800 (л)

     Расход воды на промывку и дезинфекцию доильной установки, подмывание вымени, уборку доильных залов в расчете на одну корову в сутки:

Q2 = (35+15)300=15000 (л)

     Расход воды на охлаждение молока:

Q3 = 2*750 = 1500 (л)

     Расход воды на промывку и подготовку к работе охладителя молока:

Q4 = 50*1 = 50 (л)

    Расход воды на промывку молочного насоса:

Q6 = 15 (л)

     Среднесуточный расход воды на ферме составляет:

Qср.сут = 27800+15000+1500+50+15=44365 (л)

     Часовой расход воды на технологические нужды:

,   где   

   - коэффициент суточной неравномерности расхода воды (=3)

(л)

     С запасом принимаем суточный расход воды 60 м3. Согласно полученным расчетам для хранения воды принимаем 2 водонапорные башни с V=30 м3.

, где

D – диаметр водонапорной башни;

H – высота башни (H =10м).

     Находим диаметр башни:

(м)

     Размеры водонапорной башни: D =2 (м), H =10 (м).

8.3 Расчет освещения

Расчёт электрического освещения производственных и вспомогательных помещений сводится к выбору типа светильников и их числа, эффективность освещения зависит так же от рационального размещения светильников.

В производственных условиях при отсутствии повышенных требований к правильной цветопередаче применяют лампы ДРЛ, ДНаТ. Светильник выбирают в зависимости от характера окружающей среды, требований к светораспределению, ограничению слепящего действия, из соображений экономии (стоимости) и экономичности (КПД, расхода материалов). С учётом условий окружающей среды выбираем светильник типа ДРЛ-400.