Энергоэффективная двухконтурная система промывки молокопроводов доильных установок

A resource-saving beef production technology based on organization of herd reproduction and calf breeding by the "a cow-a calf' system followed by the intensive (grain) fattening of young animals is discussed.

Keywords: technology, resource saving, meat, beef, reproduction, breeding, fattening.

УДК 631.171:636

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНАЯ ДВУХКОНТУРНАЯ СИСТЕМА ПРОМЫВКИ МОЛОКОПРОВОДОВ ДОИЛЬНЫХ УСТАНОВОК

В.В.Кирсанов Р.Ф.Филонов В.Ю.Матвеев

В работе рассмотрены вопросы создания энергоэффективной двухконтурной системы промывки на основе мобильного электрифицированного устройства с активными рабочими органами. Применение данной системы позволяет разделить процессы промывки доильных аппаратов и молокопровода, что обеспечивает эффективную гидромеханическую промывку доильных аппаратов и очистку молокопровода мобильным устройством с минимальным количеством моющего раствора.

Ключевые слова: система промывки, автомат промывки, доильные аппараты, молокопровод, контуры промывки, мобильные электрифицированные устройства с активными рабочими органами.

В настоящее время идет процесс интеграции России во Всемирную торговую организацию. При этом национальные стандарты по ряду параметров для молока высшего и первого сорта значительно уступают европейским. Так, молоко высшего сорта должно содержать КМАФАнМ, КОЕ/см (г), не более: в России - 300 000, в Восточной Европе - 100 000, в Германии - 50 000, то есть имеется 6-ти кратное отставание от стандартов ЕС по уровню бактериальной загрязненности.

В связи с этим проблема повышения качества молока в последнее время приобретает особую актуальность. Это позволит повысить рентабельность производства молочной продукции и получить продукцию высокого качества. Основными контролируемыми показателями являются: плотность, кислотность, бактериальная обсемененность, степень механической загрязненности, содержание соматических клеток и др. [1]

Следует отметить, что животноводы объективно заинтересованы в повышении этих показателей, так как закупочные цены на молоко высшего сорта, значительно выше, чем на молоко первого сорта. Однако обследование ряда хозяйств показало, что не все готовы к реализации федерального закона Российской Федерации № 88-ФЗ, утвердившего «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» 12 июня 2008 г.

Основным препятствием является показатель микробиологической обсемененности, который в значительной степени зависит от санитарного состояния доильных установок.

Современные доильные установки, как правило, снабжены автоматами промывки, обеспечивающими эффективную промывку оборудования. Их использование позволят: снизить затраты ручного труда и влияние человеческого фактора на конечный результат мойки. Некоторые из существующих автоматов представлены на рисунке 1.

1

2

5

3 4

Рис.1. Автоматы промывки

1 - T10S

Однако их эксплуатация сопряжена с известными трудностями. Так, например, автомат промывки «Турбостар» фирмы «Westfalia Surge» [2] оснащен комплектом ТЭНов для подогрева моющего раствора, мощностью 24 кВт, что в 2,5 раза превышает мощность вакуумных установок, используемых на установках типа «молокопровод - 200». Кроме того, следует отметить значительный расход воды и моющих средств, используемых для промывки оборудования.

Рекомендуемые вместимости большинства автоматов промывки составляют 150...200 литров, что предполагает при 3-х фазном цикле последоильной промывки (ополаскивание - мойка - ополаскивание), расход, как минимум 500-600 л воды за цикл промывки, не считая преддоильного ополаскивания холодной водой. Также весьма значителен и годовой расход моющих средств, который исчисляется сотнями килограммов. Несмотря на тщательное ополаскивание, в труднодоступных участках остается незначительное количество моющего раствора, попадающего впоследствии в молоко.

Исходя из вышеизложенного, необходимо разработать новые инновационные энергосберегающие и экологически безопасные технологии очистки и дезинфекции доильных установок, на основе интенсификации воздействия гидромеханических, тепловых и химических факторов.

В настоящее время предложены эффективные схемы промывки молокопроводов с инжекторным впуском воздуха и предварительной аккумуляцией промывочной жидкости [3], позволяющие интенсифицировать режим промывки за счет увеличения скорости движения жидкости в пробковом режиме, обеспечивая при этом хорошие санитарно-гигиенические показатели оборудования. Однако значительная протяженность закольцованных молокопроводов (до 200 метров) требует, как уже отмечалось, большого расхода воды, моющих средств и необходимость подогрева моющего раствора в процессе циркуляции с 40 до 70°С. Это вызывает дополнительные затраты энергии.

Нами было предложено [4] пневмомеханические устройство промывки с активным рабочим органом (щеткой), приводимой в действие за счет воздушного потока, воздействующего на приводной элемент лопастного типа при движении устройства в вакуумируемом молокопроводе. Работа устройства (рис. 2) происходит следующим образом: вакуум давит на приводной элемент (1), увлекая его за собой и приводит его во вращательное движение, он в свою очередь через соединительное звено (2) передает это вращательное движение чистящим элементам (3).

Ят

л 1 / ¿1 ШШ 1 *

1шт М 1 с —\

Рис. 2. Схема расчета устройства очистки молокопровода: 1 - приводной элемент; 2 - соединительное звено; 3 - устройство очистки

\ п 3

В этом случае расход моющего раствора нужен только для «смазывающего» эффекта, которое будет вращаться вместе с пыжом, совершая винтовое движение и эффективно очищая внутреннюю поверхность молокопровода.

Воздушный поток воздействует на приводной элемент (1),

выполненный в виде лопастного вентилятора создает вращательный момент «Мвр», который через соединительное звено (2), приводит во вращательное

движение устройство очистки - пыж, в котором выполнены внутренние каналы для прохода воздушного потока. Очевидно, что справа от устройства в трубопроводе действует вакуумметрическое давление Рвак, а слева устройство конца трубопровода будет атмосферное давление Ратм. Скорость воздушного потока, поступающего на приводной элемент, будет пропорциональна разности давлений (Ратм - Рвак).

Условное вращение потока запишется следующим образом:

Мвр > Мс ,

где Мвр, Мс - соответственно вращательный момент, создаваемый приводным элементом и момент сопротивления потока. Такой очиститель позволяет существенно снизить затраты воды, моющих средств и энергии при промывки «гладкоствольных» структур, какими являются молокопроводы доильных установок. Дальнейшим развитием этой технологии является создание двухконтурной технологической системы промывки:

1 - контур: включает - автомат промывки, стенд доильных аппаратов -молокоприемник - молочный насос - автомат промывки (рис. 3).

При этом жидкость циркулирует по малому контуру, эффективно промывая доильную аппаратуру, с большой скоростью, не остывая и с малым количеством моющего раствора.

2 - контур представляет собой закольцованную линию молокопроводов.

Рис.3. Схема двухконтурной системы промывки доильных установок: 1 - автомат промывки; 2 - доильные аппараты; 3 - молочный насос; 4 - молокоприемник; 5 - концевые устройства; 6 - молокопровод  малый круг промывки

большой круг промывки

Данная структура не содержит перепадов «живых» сечений и может промываться предлагаемым устройством с активным рабочим органом (пыжом), который запускается с торца молокопровода с одновременной подачей в него небольшого количества раствора для исключения эффекта сухого трения. Пройдя круг по молокопроводу устройство начинает двигаться автоматически в обратном направлении, совершая несколько циклов. Пыж запускается через специальные концевые устройства молокопровода и в них же останавливается.

Устройство с активным рабочим органом может быть выполнен в двух исполнениях: исполнение 1 - с вакуумным приводом от воздушного потока; исполнение 2 - с электроприводом. Устройство (исполнение 1) было уже рассмотрено ранее [4]. Исполнение 2 с электроприводом исключает необходимость применения вакуума, поскольку движение осуществляется за счет воздушного потока, создаваемого лопастными вентиляторами (рис. 4). Устройство имеет симметричную конструкцию, в центре которой расположен электрический движитель с направляющими опорами (5), которые движутся по стенкам трубопровода. Справа и слева от электропривода расположены пыжи-очистители (2) с внутренними каналами для отвода воздушного потока и промывочной жидкости, которая проходит по стенкам трубопровода, омывая внешний корпус электродвигателя и охлаждая его. Винты (3), приводимые от электродвигателя создают необходимую тягу для самопередвижения и привода очистителей.

Рис.4. Схема устройства очистки молокопровода: 1 - молокопровод;

2 - очиститель; 3 - вентиляторы; 4 - электропривод; 5 - движители-направляющие; 6 - соединительное звено

Симметричность конструкции позволяет реверсировать режим работы, гасит удары при остановке в концевых устройствах, осуществляя движение по трубопроводу в обратном направлении. Питание электродвигателя осуществляется от аккумулятора, заряжаемого между циклами промывки. Для эффективной очистки трубопровода достаточно 2 - 3 циклов прохождения устройства, при необходимости в молокопроводе может поддерживаться небольшой уровень вакуума.

Предлагаемая двухконтурная схема промывки доильных установок с использованием мобильного устройства для очистки молокопроводов позволит сократить продолжительность промывки, расход воды и моющих средств более чем на 50 %, а также расход электроэнергии на 25 - 30%. Таким образом, возможно снижение общих затрат на получение молока, с одновременным повышением его качества.

Литература:

1. ГОСТ Р 52054-2003. Молоко натуральное коровье-сырье. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 9с.

2. http: www.westfaliasurge.ru

3. Кирсанов, В.В. Структурно-технологическое обоснование эффективного построения и функционирования доильного оборудования: Дис. д-ра техн. наук. - М., 2001. - 470 с.

4. Кирсанов, В.В. Устройство для очистки молокопроводов / В.В. Кирсанов, В.Ю. Матвеев // Сельский механизатор. - 2011. - № 7 - С. 30-33.

Кирсанов Владимир Вячеславович, доктор технических наук, профессор

Россельхозакадемия

Тел. 8(499)184-24-63

E-mail: mmila@pochta.ru

Филонов Роман Федорович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой ФГБОУ ВПО Московский государственный агроинжнерный университет им. В.П. Горячкина Тел.: (499)-1247551 E-mail:r.msau@msau/ru

Матвеев Владимир Юрьевич, кандидат технических наук, старший преподаватель ГБОУ ВПО Нижегородский государственный инженерно-экономический институт Тел. 8(83166)4-15-50 E-mail: sys_admins@ngiei.ru

In work questions of creation effective energy two-plan metric system of washing on the basis of the mobile electrified arrangement with active working bodies are considered. Application of the given system allows to divide processes of washing of milking devices and milking devices, that provides effective hydro mechanical washing milking devices and clearing milking devices with a mobile arrangement with a minimum quantity of a washing solution.

Keywords: system of washing, the automatic device of washing, milking devices, milk is a wire, contours of washing, the mobile electrified arrangements with active working bodies.