Животноводческие фермы и комплексы. Основные отличия комплекса от фермы

1. Животноводческие фермы и комплексы. Основные отличия комплекса от фермы.

Классификация  ферм  и  комплексов

     Животноводство  располагает фермами (мелкими и  крупными) и комплексами.

     С производственной точки зрения ферма  и комплекс – это специализированное сельскохозяйственное предприятие или подразделение хозяйства по производству определенного вида животноводческой продукции (молока, мяса, шерсти). С инженерно-строительной точки зрения ферма и комплекс представляют собой совокупность основных и вспомогательных сооружений, с размещенными в них животными и оборудованием, инженерных и транспортных коммуникаций, увязанных между собой в едином генеральном плане и объединенных единым технологическим процессом.

     Комплекс  или ферма промышленного типа – это крупное специализированное предприятие по производству животноводческой продукции с минимальными затратами труда и средств на базе промышленной технологии и единого производственного режима для поточного, ритмичного круглогодового производства. 

Отличительные особенности комплекса:

1. Равномерное на протяжении года ритмичное, поточное производство продукции в заданном количестве при стандартном качестве и установленной стоимости.
2. Крупные размеры производства.
3. Широкое применение механизации и автоматизации, высокая энерговооруженность труда.
4. Тесная увязка между собой вопросов организации производства.
5. Законченность  производства,  т.  е.  получение  продуктов  животноводства.
6. Комплекс является самостоятельным подразделением со своей администрацией, в то время как ферма является подразделением хозяйства.

 

Животноводческие  фермы и комплексы классифицируются:

– по биологическому виду (фермы КРС, свиноводческие, птицеводческие, овцеводческие, звероводческие и т. д.);

– по производству товарной продукции (КРС – на МТФ, откормочные, выращиванию нетелей, свиноводческие);

– откормочные, репродукторные и с законченным  циклом производства и т. п.). 
 

 

2. Классификация и основные узлы доильных установок

     Доильные  установки классифицируются от способа  содержания следующим образом 

     Все доильные установки унифицированы  между собой. Они включают одни и  те же узлы и агрегаты, и по мере усложнения установки их количество возрастает.

     Основными узлами доильных машин являются вакуумные  установки, вакуумпровод (с молокопроводом или без), доильные аппараты, системы первичной обработки молока и промывки. Вакуумная установка предназначена для создания разряжения (вакуумметрического давления) в вакуумных системах и обеспечивает быстрое восстановление заданной величины вакуумметрического давления при попадании воздуха в систему. Вакуумпроводы обеспечивают подачу вакуума доильным аппаратам, которые являются рабочими органами доильных машин по выдаиванию коров. Система первичной обработки молока обеспечивает его прием, учет, очистку и при необходимости охлаждение и накопление.

     Промывка  и дезинфекция доильных аппаратов  и молокопровода осуществляется устройствами промывки вручную или автоматически. 

 

3. Устройство и принцип  работы вакуумных  насосов

    Вакуумный насос предназначен для создания разряжения в вакуумных системах и обеспечивает быстрое восстановление заданной величины вакуума при попадании воздуха в систему.

    На  комплексах вместо большого числа ротационных  насосов устанавливают водокольцевые  вакуумные насосы ВВН-6 и ВВН-12, не требующие смазки ротора.

    Вакуумные ротационные насосы одинаковы по устройству и отличаются производительностью (УВУ – 60/45 Q =60 и 45 м³ /ч, VZ – 40/130V - Q = 30 м³ /ч, РВН – 40/350 - Q =40м³/ч ) и расходом масла (15…30; 10…25; 5…10; 8…12 г/ч) соответственно. Внутри неразъемного корпуса вращается ротор, расположенный эксцентрично относительно оси статора. В роторе имеются четыре паза, расположенных тангенциально (УВУ-60/45) или радиально (РВН – 40/350), в которые свободно вставлены пластинчатые лопатки. При вращении ротора центробежная сила выталкивает их из пазов и прижимает к внутренней поверхности статора.

Так как  статор и ротор расположены эксцентрично, каждая лопатка образует замкнутое пространство, переменное по объему. Возле всасывающего патрубка объём увеличивается и воздух засасывается в межлопаточное пространство, возле выхлопного патрубка объем уменьшается, воздух снижается и выталкивается наружу. Для герметизации объема и уменьшения трения лопатки обильно смазываются маслом, поступающим из фитильных масленок.

 

В вакуумных  насосах типа ВВН пространство переменного  объема образуется кольцевым потоком воды, вращающимся по внутренней поверхности статора, и лопатками, выполненными заодно с ротором.

    Причем  лопатки не касаются стенок статора, поэтому смазки не требуется.

    Сжатый  воздух вместе с небольшим количеством  воды выбрасывается в выхлопную трубу и дальше в разделитель потока, откуда охлажденная вода дозировано опять подается в насос вместе с засасываемым в него воздухом. 

 

     

4. Классификация охладителей молока. Тепловой баланс процесса охлаждения и расчет

поверхности пластинчатого охладителя

     Охладители  молока бывают двух типов: проточные  и емкостные. В проточных охладителях теплообменивающиеся среды движутся непрерывно потоком. Их можно классифицировать по следующим признакам:

1. по характеру соприкосновения с окружающим воздухом – открытые (оросительные) и закрытые (проточные);
2. по профилю рабочей поверхности – трубчатые и пластинчатые;
3. по числу секций – одно- и многосекционные;
4. по подаче – напорные и вакуумные;
5. по направлению движения охлаждающей жидкости – прямоточные и противоточные.

     Количество  теплоты, отбираемое хладоносителем от молока, определяется по выражению

 Вт

где М – подача молока в единицу времени, кг/с;

      с – удельная теплоемкость молока, Дж/кг·град;

      t_H, t_K – начальная и конечная температура молока соответственно.

     Теплота, передаваемая через стенки охладителя, при установившемся режиме воспринимается хладагентом и определяется как

 Вт

где В – массовый расход охлаждающей жидкости, кг/с;

         с_х – удельная теплоемкость охлаждающей жидкости, Дж/кг·град;

         t_к.х,, t_о – конечная и начальная температуры охлаждающей жидкости.

     Если  пренебречь потерями тепла в окружающую среду, то баланс тепла будет следующим

     Приняв, что отношение   – коэффициент кратности расхода хладагента, предыдущее выражение можно переписать

     Отсюда   .

     При охлаждении водой  n = 2,5…3,  рассолом –  n = 1,5…2,5.

     Поток тепла, проходящий через стенки охладителя, можно определить уравнением Ньютона-Фурье:

,

где K – коэффициент теплопередачи через плоскую стенку, Вт/м²·град;

      F – общая теплообменная поверхность, м²;

        – средняя логарифмическая разность температур между теплообменными средами.

     Приняв, что все количество теплоты, отбираемое у молока, передается через теплообменную поверхность, можно записать

     Отсюда определим общую теплообменную поверхность

где   – разность температур между жидкостями в начале процесса;

        – разность температур между жидкостями в конце процесса. 

 

     

5. Способы сепарации  молока. Определение  скорости

сепарации. Фактор разделения молока.

     Молоко  представляет собой смесь жира и  молочной плазмы. Такую дисперсную систему можно разделить двумя  способами:

1. Отстоя взвесей, отличающихся по своей плотности от окружающей жидкой среды. Этот процесс протекает в поле земного тяготения.
2. Сепарированием. Сепарирование интенсифицирует процесс естественного отстоя заменой поля земного тяготения центробежным полем.

     Скорость  выделения жировых шариков из плазмы молока при отстое по Стоксу определяется по формуле

,

где r – радиус жировых шариков, см;

      ρ_п, ρ_ж – плотность плазмы и жира молока, г/см³;

      μ – вязкость плазмы, г/см·сек;

      q – ускорение свободного падения, см/сек².

     При сепарировании так же происходит процесс отстаивания только в поле центростремительного ускорения.

     Следовательно, скорость выделения жировых шариков  при сепарировании

,

где a – центростремительное ускорение

где n и R – частота вращения и радиус барабана сепаратора.

     Тогда

     Для оценки эффективности осаждения  сливок сравним центробежную силу с силой тяжести

     Отношение 

     Отношение  Бремер назвал фактором разделения, т. к. она показывает во сколько раз действие центробежной силы эффективнее силы тяжести

 

 

6. Режимы термической  пастеризации и  определение расхода пара на пастеризацию молока

     Целью всякой пастеризации является уничтожение  в молоке находящихся микроорганизмов и повышение стойкости молока против его порчи при хранении и транспортировке. Возможны два способа пастеризации: термический и холодный (радиацией, ультрафиолетовым облучением и т. д.).

     Наиболее  распространенная пастеризация это  термическая. На практике применяют  три режима термической пастеризации:

     1 – длительная – нагревание  до t = 63 - 65 °C с выдержкой при этой температуре в течение 30 мин.

     2 – кратковременная – нагревание  молока до t = 72 - 76 °C с выдержкой при этой температуре 10…30 сек.

     3 – мгновенная – нагревание  молока до t = 85 - 95 °C без выдержки.

     Длительная  пастеризация оказывает наибольшее воздействие на физико-химические свойства молока, в то же время обеспечивает надежный прогрев всей массы молока и уничтожение всех видов микроорганизмов, за исключением термостойких бактерий.

     Расход  пара на пастеризацию определяется из баланса теплообмена по формуле

где М – массовый расход молока, кг/с;

     Р – расход пара, кг/с;

     С_М – удельная теплоемкость молока,