Лекции по «Механизация животноводства»

Наиболее современный  способ очистки молока от механических примесей – центробежный, с использованием сепараторов-очистителей. При этом из молока удаляются не только механические примеси, но и слизь, сгустки, эпителий. Количество выделяемых примесей находится в пределах 0,02-0,06 % массы молока, пропущенного через молокоочиститель. Молоко после очистки молокоочистителем ОМА-1А всегда оценивается по первой группе. В сепараторной слизи количество микроорганизмов на несколько порядков выше, чем в молоке. Количество бактерий в молоке после молокоочистителя может увеличиваться в случае длительной работы без очистки его. В этом случае бактерии вымываются из чрезмерно заполненного грязевого пространства молокоочистителя. Очистку молока проводят непосредственно в процессе доения, устанавливая молокочиститель ОМ-1А в напорную линию насоса НМУ-6, выкачивающего молоко из воздухоотделительного баллона доильной установки.

При доении в ведра  использовать молокоочиститель лучше после накопления всего объема, подлежащего очистке молока, в емкости. Молоко должно находиться в бактерицидной фазе и в теплом (30-40⁰С) состоянии.

 

 

21. Общее устройство и  рабочий процесс центробежных  молокоочистителей и

                 сепараторов-сливкоотделителей.

 

Для фермских молочных выпускается  молокоочиститель-охладитель ОМА-1А  и сепараторы-сливкоотделители Ж-5-ОСБ, СПМФ-2000 и ОСП-3М.

Очистители-охладители ОМ-1А предназначен для центробежной очистки молока от различных загрязняющих примесей, неизбежных в процессе доения и предварительного охлаждения очищенного молока естественным холодом воды, взятой из подземных источников (до t-13÷15⁰С) ОМА-1А устанавливается непосредственно в линию доильных установок имеющих молокопровод, после молочного насоса НМУ-6, выкачивающего молоко из воздухоотделительного  баллона доильной установки.

Барабан очистителя вращается со скоростью  около 8000 об./мин. Приводится в движение от электродвигателя мощностью 1,5 кВт, через фрикционную муфту и червячную передачу (на схеме не показаны).  Молоко дозировано, через дроссель молочного насоса поступает в приемную трубку 8. Отсюда перемещается под тарелкодержатель 9 и под давлением выходит на периферию барабана. Поскольку в этой зоне расстояние от центра вращения значительно,  на молоко действует центробежная сила, и примеси, имеющие удельную массу большую, чем молоко, этой силой из объема молока вырываются и отбрасываются в направлении грязевого объема 10, где и накапливаются в виде так называемой сепарационной слизи. Очищенное таким образом молоко, под давление вновь поступающего в барабан, проходит в зазоры между конусными тарелками, подходит к напорному диску 11 и выводится из барабана. Далее молоко поступает на охлаждение.

Отличительной особенностью ОМ-1А  от ОМ-1 является наличие под напорным диском специального запорного устройства, которое поддерживает барабан в постоянно заполненном состоянии, вне зависимости  есть подачи молока в этот промежуток времени от доильной установки или нет. Очиститель ОМА-1, не имеющий такого устройства в систему доильной установки может устанавливаться только через накопительную буферную емкость, для того, что бы подача молока в очиститель была постоянной и непрерывной.

За один цикл работы ОМ-1А  может очистить 2500 кг молока. После  этого барабан подлежит разборке и очистке. В процессе эксплуатации необходимо постоянно контролировать степень динамической балансированности барабана. При наличии дебалансирующих масс (загрязнений), неправильной или некомплектной сборки, обязательно возникают значительные биения барабана, что может привести к аварии сепараторов.

Процесс сепараторов-сливкоотделителей  совершенно аналогичен процессу молокоочистителей, т.е. и в процессе очистки молока есть явления собственно сепарирования.

Сепарирование молока – это процесс разделения его на две фракции – сливки и обезжиренное молоко (обрат). Сливки – совокупность жировых шариков молока, имеет удельную массу значительно меньшую, чем обрат. Поэтому выведенные в периферическую зону вращающегося барабана (рис.2) жировые шарики стремятся к центру вращения, двигаясь между конусными тарелками барабана, а обрат отбрасывется на периферию  барабана. Под давлением поступающего в барабан молока сливки и обрат поднимаются вверх и выводятся из барабана раздельно, так как их соединению мешает специальная разделительная тарелка 4.

Отличием между очистителем  и сепаратором является меньшее  расстояние между конусными тарелками. У очистителя они составляют 0,8÷1,0 мм, у сепараторов-сливкоотделителей – 0,4 мм. Содержание остаточного жира в обрате для сепараторов Ж-5-ОСБ, СПМФ-2000 – 0,04 %, для ОСП-3М-0,03 %.

 

 

 

 

22. Устройство, рабочий процесс и использование  холодильных установок на

                  молочно-товарных фермах.

 

При производстве молока всегда стояли задачи обеспечить его сохранность  методом охлаждения до температур, препятствующих быстрому развитию бактерий и микробов. Поэтому конструкции устройств для охлаждения молока очень разнообразны. Наиболее востребованы и используемы в настоящее время пластинчатые, трубчатые  теплообменники и резервуарные охладители. Пластинчатые теплообменники состоят из наборов пластин, плит и винтовых штанг. Набор пластин, количество которых определяет производительность теплообменника, сжимается винтовыми штангами между плитами. В плитах устроены штуцера для крепления трубопроводов, подводящих и отводящих молоко и охлаждающую воду. Чаще всего молоко и вода совершают встречное (противоточное) движение по разным сторонам пластин. В данном случае хладагентом является вода, взятая из скважин – холодная, или охлажденная специальными холодильными машинами – ледяная. Эффективность теплопередачи зависит от площади теплопередачи и теплопроводности пластин. Для увеличения площади пластины гофрированы, а теплопроводность достигается специальным составом нержавеющей стали, из которой изготавливают пластины, а также минимализацией их толщины. Герметичность  пакета пластин обеспечивается резиновыми прокладками, наклеенными в специальные канавки пластин. При сжатии пакета пластин гайками, наворачиваемыми на винтовые штанги, следят за тем, чтобы не было излишней деформации прокладок. Толщина пакета пластин должна быть не менее длины специального шаблона. В противном случае резко уменьшается объем пространств между пластинами, что ведет к снижению производительности охладителя. Кроме того, при излишней затяжке деформируются сами пластины.

 

Пластинчатые охладителя фермского назначения выпускают  в виде теплообменных устройств  АДМ-13.000, устанавливаемых на доильных установках АДМ-8, УДА – различных модификаций и в комплекте с молокоочистителем ОМА-1А.

Трубчатые теплообменники представляют собой цилиндрические барабаны, в торцовых фланцах которых запрессованы трубки, по которым протекает охлаждаемое молоко. В межтрубное пространство подается хладагент.

Резервуарные охладители представляют собой емкости из нержавеющей  стали, внутри которых находится  охлаждаемое молоко. Снаружи емкость  имеет герметичную обшивку и  термоизолирующую рубашку. Между емкостью и обшивкой перетекает хладагент или хладоноситель, который отбирает тепло у молока, перемешиваемого в емкости специальной мешалкой.

Источником холода может  быть вода, взятая из подземных источников. Ее температура обычно составляет около 10⁰С. В пластинчатом теплообменнике АДМ-13.000 такой водой молоко можно охладить до 13⁰С.  В тоже время молоко должно быть охлаждено до 8⁰С. Для достижения такой температуры практически всегда приходится эксплуатировать специальные холодильные машины. Такие машины работают на принципе резкого охлаждения некоторых технических жидкостей при их испарении в процессе резкого перехода от состояния высокого давления к атмосферному. Такими жидкостями являются аммиак NH₃, хладоны R12, R22 представляющие собой дифтордихлорметан CF₂Cl₂ и дифтормонохлорметан CHF₂Cl₂. Принципиальная схема холодильной установки с использованием этих хладагентов представлена на рис. 3.

При использовании охлажденной  испарителем 8 в ванне 9 воды для омывания емкости с молоком, такая вода называется хладоносителем. По принципу использования хладоносителя – воды работают ТОМ-2А, СЛ-1600, SМ-1200, РПО-1,6, РПО-2,5, причем на ТОМ-2А, СЛ-1600 и SМ-1200 холодильные агрегаты установлены непосредственно, а резервуары промежуточного охлаждения РПО используют ледяную воду от отдельных водоохлаждающих установок УВ-10.

В резервуарах непосредственного  охлаждения РНО-1,6, РНО-2,5 хладагент  испаряется в специальных щелевых  испарителях на стенках емкости  с молоком. При этом эффективность процесса повышается, но не исключена возможность наличия участков местного переохлаждения и даже замерзания молока на стенках емкости при недостаточном перемешивании молока.

23. Общее устройство и  рабочий процесс пастеризаторов  молока применяемых на

                 фермских молочных.

 

На фермах для пастеризации молока используются ванны длительной пастеризации и пастеризационно-охладительные  установки ОПФ-1.

Для обеспечения режима длительной пастеризации (температура 63⁰С, выдержка 30 мин.) на фермах используются ванны длительной пастеризации ВДП, емкостью 300 л, 600 л, 1000л и 1200 л. Марки этих устройств соответственно ВДП-300, ВДП-600, ВДП-1000 Г6-ОПБ-1000 и ТУМ-1200. Представляют собой цилиндрические емкости с герметичной обшивкой и термоизоляцией, электроизмерительной аппаратурой контроля и управления процессами. Пастеризация и охлаждение молока осуществляется циркуляцией в межстенном пространстве горячей или холодной воды. Перемешивание молока в ваннах осуществляется лопастными мешалками.

Охладитель-пастеризатор ОПФ-1 – фермская автоматизированная установка, предназначенная для центробежной очистки, пастеризации и охлаждения молока. Выпускается в двух модификациях.

ОПФ-1-20 - для пастеризации молока здоровых коров при температуре 74 – 78⁰С и выдержкой при этой температуре 20 с.

ОПФ-1-300  - для пастеризации молока больных коров при температуре 90 – 94⁰С и выдержкой в течение 300 с.

Пастеризация молока в секции пастеризации осуществляется теплом горячей воды (для ОПФ-1-20) или насыщенного пара из бойлера 8 (для ОПФ-1-30). Секция пастеризации может быть заменена инфракрасным пастеризатором, представляющим собой U-образную трубу из кварцевого стекла, на которой закреплены многовитковые нихромовые спирали-нагреватели.

Секции регенерации  I и II служат для теплообмена молока поступающего в секции пастеризации и из секции пастеризации в секции охлаждения IV и V.

Процесс осуществляется следующим образом. Молоко подлежащее пастеризации поступает в бак 4, откуда насосом 3 прокачивается через секцию регенерации I, где подогревается до 40-45⁰С с целью снижения вязкости для улучшения качества очистки в очистителе 2, откуда очищенное молоко поступает в секцию регенерации II и далее в секцию пастеризации III. Из секции пастеризации молоко проходит через перепускной клапан 10, где определяется достигнутая в секции пастеризации температура. При достижении заданных показателей молоко поступает в трубчатый выдерживатель 6. В случае недостижения заданной температуры в секции пастеризации молоко перепускным клапаном 10 направляется в бак 4, для прохождения повторного цикла. Молоко из выдерживателя поступает последовательно в секции II, I, IV, V, где последовательно охлаждается до температуры хранения. В секции IV охлаждение проводится холодом водопроводной воды, а в секции V доохлаждается до заданной температуры ледяной водой, выработанной специальным водоохлаждающими установками.

 

24. Механические устройства  для удаления навоза из помещений  – мобильные и

                 стационарные.

 

Мобильные средства применяются при удалении из животноводческих помещений твердого навоза, с влажностью до 81%. К ним относятся бульдозерные лопаты и погрузчики-бульдозеры, навешиваемые на трактор (ПБ-35; ПЭ-0,8Б).

ПБ-35 навешивается на гусеничный трактор ДТ-75. Его характеристики: грузоподъемность-0,8…1,5 т; объем захватываемой массы – 1,6 м³; производительность – 50 т/ч; высота погрузки – 2…2,3 м.

Погрузчик - экскаватор ПЭ-0,8Б  навешивается на тракторы МТЗ и оборудуется  бульдозерной лопатой и грейферным ковшом. Его показатели: грузоподъемность – 0,8 т; производительность бульдозера – 5…6 т/ч; производительность погрузчика – до 100 т/ч; высота погрузчика – 3,8 м.

Для транспортирования  удаляемого навоза используются тракторные прицепы (1ПТС-4, грузоподъемность -  4 т и др.) или автосамосвалы.

Недостатки мобильных систем: большое загрязнение навозного прохода; загазованность и шум в помещении; охлаждение помещений зимой; наличие затрат ручного труда.

Стационарные  устройства включают в себя скребковые транспортеры и скреперные установки. Скребковые транспортеры (ТСН-3Б; ТСН-160А) содержат горизонтальный и наклонный транспортеры.

Горизонтальный транспортер, устанавливаемый в навозном канале животноводческого помещения, включает в себя шарнирную разборную цепь с прикрепленными к ней скребками, поворотные звездочки и натяжное устройство. Цепь приводится в движение от трехфазного асинхронного электродвигателя мощностью 4 кВт через клиноременную передачу и редуктор.

Наклонный транспортер  имеет два канала, в которых  движется замкнутая цепь со скребками. Он грузит навоз в транспортные средства и обычно устанавливается в торце животноводческого помещения в тамбуре. Под верхним концом транспортера располагают тракторную тележку. Приводится в действие электродвигателем мощностью 1,5 кВт.

При работе транспортера ТСН навоз, сброшенный в канал, передвигается в нижний поворотный сектор наклонного транспортера и подается им в тракторную прицепную тележку.

В процессе эксплуатации регулируют натяжение цепи транспортера. Слабо натянутая цепь соскакивает  с поворотных и ведущей звездочек, находит на ведущую звездочку, вызывая неравномерное движение (рывки) и преждевременный выход транспортера из строя. Натягивают цепь специальным устройством. Транспортер марки ТСН-160 имеет автоматическое натяжное устройство.