Основная масса молока, вырабатываемого в Казахстане, приходится на летний пастбищный период, с относительно высоким уровнем средней температуры окружающей среды. Из-за не эффективного охлаждения часто в свежевыдоенном молоке происходит быстрый процесс нарастания кислотности, в связи, с чем оно нередко становится малопригодным к глубокой переработке а, охлаждение молока является весьма энергоемким процессом, то есть высокое энергопотребление на охлаждение молока при условий того что цены на энергию будут ежегодно увеличиваться на 15 %, приведет к существенным экономическим потерям товаропроизводителей и без инвестиций на повышение энергоэффективности технологий затраты на энергию будут только возрастать. Поэтому в последнее время возникла острая необходимость в поиске новых технологических подходов к решению проблемы повышения качества первичной обработки молока в условиях сельскохозяйственных ферм по приему и переработке молока.
Наиболее эффективным способом существенного улучшения качества вырабатываемого молока является его быстрое охлаждение. Однако высокая энергоемкость этого процесса вызывает необходимость поиска новых технологических подходов к решению проблемы первичной обработки, осуществляемой в условиях непосредственного производства. Возможным решением данной проблемы является разработка энергосберегающей технологии проточного охлаждения, основанной на использовании одного из наиболее доступных источников естественного холода - воды с глубиной залегания 10-15 метров.
Как известно, вода, залегающая на глубине более 10 метров, является идеальным хладоносителем. Ее температура практически не изменяется в течение года и составляет около +6,5 °С. Незначительные отклонения от этого значения (+- 0,5 °С) определяются принадлежностью воды к тому или иному артезианскому бассейну, а также глубиной залегания одного из ближайших водоупорных слоев. Высокая удельная теплоемкость и относительная доступность воды в местах расположения летних пастбищ, позволяют создавать компактные системы охлаждения молока с практически неограниченным уровнем холодопроизводительности. Такие системы могут использоваться на любых этапах процесса получения молока, однако, наибольшего эффекта следует ожидать при непосредственном сочленении системы с магистралью доильной установки.
Один из вариантов конструктивной реализации такого способа охлаждения поясняется на рис. 1. Система охлаждения (рис. 1) состоит из двухконтурного жидкостного теплообменника 3, скважины малой производительности 7, центробежного насоса 8, накопителя подогретой питьевой воды 9, расширителя 2, фильтров грубой, средней и тонкой механической очистки молока 10 и стабилизатора потока молока 4, соединенного с расширителем 2 обводным вакуумным проводом
Она также включает в себя вакуумную магистраль молокопровода 1 и теплоизолированную накопительную емкость молока 6, которые одновременно являются составными элементами доильной установки.
Рис 1. Установка для охлаждения молока; 1-вакуумная магистраль молокопровода; 2-расширитель; 3-теплообменник; 4-стабилизатор; 5-обводной вакуумный провод; 6- накопительная емкость для молока; 7-скважина; 8-насос; 9-накопитель подогретой воды: 10-фильтры.
Принцип действия предлагаемого проточного охладителя заключается в следующем. Как видно из рисунка, парное молоко, поступающее по вакуумной магистрали молокопровода доильной установки 1, попадает в расширитель 2 и далее, пройдя через фильтры механической очистки 10, под действием собственного гидростатического напора подается во внутренний контур жидкостного теплообменника 3. В процессе взаимодействия с водой, циркулирующей во внешнем контуре теплообменника, температура молока понижается, после чего оно поступает в стабилизатор потока 4 и затем сливается в теплоизолированную накопительную емкость 6, где продолжает оставаться до окончания процесса доения коров. Используемая для охлаждения молока вода извлекается из скважины малой производительности 7 с глубиной бурения 10-15 метров и установленной в непосредственной близости от фермы. Подъем воды и ее нагнетание во внешний контур теплообменника 3 осуществляется с помощью центробежного нагнетателя 8. Накопитель 9, соединенный с выходом внешнего контура теплообменника 3 предназначен для сбора «отработанной» подогретой воды, которая в дальнейшем используется в качестве питья для коров, а также проведения различных гигиенических мероприятий, связанных с эксплуатацией летних лагерей.
Что касается наиболее важных преимуществ, которые позволяет реализовать данная технология охлаждения, то они заключаются в следующем.
Во-первых, молоко охлаждается практически сразу после извлечения его из вымени. Такой режим охлаждения обеспечивает максимально возможный ресурс бактерицидности, который проявляется в способности молока длительное время сохранять свои высокие технологические качества при полной биологической активности всех витаминов и ферментов. При этом, практически полностью исключается контакт молока с окружающей средой.
Во-вторых, совмещение операции охлаждения молока с процессом доения коров примерно на 2 часа сокращает длительность технологического процесса его первичной переработки. Молоко поступает в накопительную емкость очищенным и охлажденным. Поэтому по окончании процесса доения оно может сразу же отправляться на реализацию потребителю.
В-третьих, существенно улучшаются условия обслуживания устройства. Одновременно с этим решаются многие проблемы, связанные с водоснабжением летних лагерей.
Следует также отметить, что отвод молока из вакуумной магистрали и подача его во внутренний контур теплообменника и далее в накопительную емкость доильной установки осуществляется под действием собственного гидростатического напора. Это исключает необходимость в дополнительном нагнетателе, что, в свою очередь, способствует максимальному снижению энергетических затрат на охлаждение, а также повышению надежности устройства в целом.
Литература
- Улитенко А.И. Влияние технологии первичной обработки на бактерицидные свойства молока. - 2003 год.
- Улитенко А.И., Пушкин В.А. Энергосберегающая технология и устройство охлаждения парного молока. Холодильная техника.-2002 год.
- Улитенко А.И., Пушкин В.А. Оборудование для первичной переработки молока Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2003 год.
- Web-ресурс: www.milkbook.ru