Охладители молока

Охладители молока

Парное молоко – это творение природы, уникальное во всех отношениях. С одной стороны, оно очень полезное. Перечень витаминов, кислот, микроэлементов и т.д. – тема для отдельной, довольно большой, статьи. С другой – после доения его надо поскорее сдать на переработку. Потому что данный продукт предлагает отличные условия для микробов. Которые имеют вредную привычку расти количественно в геометрической прогрессии.

Конечно, сразу сдавать нереально, особенно при более-менее крупных объемах. Значит, молоко надо охладить. Если сделать это быстро (в течение 3-х часов, не дольше) и довести температуру сырья до +2 ,,, +4 град С, то можно хранить его в таких условиях до 3-х суток, потому что размножение микробов полностью остановится.

Охладители молока, применяемые на фермах

Вследствие повышения требований к молоку при сдаче, а также благодаря наличию в продаже большого числа разных по характеристикам охладителей, естественные методы (льдохранилища, «холодные» бассейны и др.) в поточном производстве молока применяются редко. Вместо этого почти везде используются агрегаты промышленного изготовления. Самые популярные из них работают по технологии непосредственного понижения температуры сырья. Это танки (рис. 1), ванны (рис. 2) и пластинчатые устройства (рис. 3).

рис.1
рис.2
рис.3
рис.4
рис.5

Последние чаще ставятся на предварительном этапе. Также нередко встречаются системы с льдогенераторами (рис. 4). Иногда встречаются чиллеры (рис. 5). В них молоко быстро охлаждается водным раствором этиленгликоля.

Нетрудно заметить, что охладители молока, фото которых предлагается в статье, сделаны из нержавеющей стали, по самым современным технологиям. Они функционируют по заданной программе, а горизонтальные цистерны закрытого типа – еще и оборудованы СИП-мойкой. В результате, даже при увеличении надоев, можно хранить подарок от буренки при Т = + 4 град С до трех суток. И отправлять его на переработку не каждый день, а через два - на третий.

Охладители молока, принцип работы

Охладители молока технические характеристики могут иметь совершенно разные. Например, танк на 6000 литров – это герметизированная цистерна с автоматической мойкой. УОМ S-4000 сделан в виде полукруглой ванны, с двумя крышками на пружинах. А охладитель молока УМ 3 кВт представляет собой вертикальный цилиндр емкостью 1000 литров. Они отличаются друг от друга объемом, размерами, потребляемой мощностью, количеством минимальной заливки и т.д. Даже исполнение может быть различное (об этом пойдет речь ниже, в разделе «Типы охладителей»). Однако, принцип действия у всех один и тот же.

В общем виде этот принцип для охладителя любой конструкции можно выразить следующим образом. Хладагент (чаще всего - это фреон) в виде жидкости подается в испаритель к сырью, которое залито для понижения температуры. Там он испаряется, «превращаясь в газ. Согласно законов физики, во время данного процесса поглощается извне много тепла (всем известно - чтобы вода закипела и испарилась, чайник надо долго греть на газовой плите). Тепло это забирается у молока – больше его взять просто негде. Поэтому температура подарка от буренки понижается, а хладагента – повышается, последний «превращается» в пар.

рис.6
Находящийся в газообразном виде хладагент, при помощи компрессора, отправляется в конденсатор, сделанный как система тонкостенных трубок с наружными пластинами (похоже на автомобильный радиатор). Там он отдает полученное в испарителе тепло наружу, в атмосферу. Те же самые законы гласят, что данный процесс сопровождается сменой агрегатного состояния, т.е., переходом вещества из газа в жидкость, потому что фреон охлаждается. В этом виде компрессор снова перегоняет его в испарительный блок, процесс повторяется. Принцип функционирования охладителя молока на чертеже показан наглядно (рис. 6).

На этапе конденсации, тепло можно отдавать не в воздух, что непроизводительно, а в воду. Она будет нагреваться, чтобы потом ее использовали для технических целей. В данном случае, вместо конденсатора ставится рекуператор. Это обычный пластинчатый теплообменник, работающий не на охлаждение, как обычно, а на нагрев. В одну сторону двигается горячий хладагент, в другую – обычная вода из крана. Последняя прогревается до 70 град С, и накапливается в специальном баке. Функционирование в цикличном режиме «конденсация-испарение» выражает суть охлаждения. Все остальное: материал трубок, форма испарителя, вентилятор перед конденсатором и т.д. – это попытки (притом, вполне успешные) как-то оптимизировать работу, вплоть до получения параметров, заметно отличающихся от стандартной схемы (речь идет об орошении очень холодной водой в системе с льдогенератором).

Даже если рассматривать льдоаккумулирующую установку, то и здесь принцип окажется тот же. Фреон двигается по трубкам. На решетке, благодаря испарению, появляется ледяная корка. Разница только в нюансах. Хладагент, переходя в газ, забирает тепло не непосредственно у молока, а у хладоносителя (рассола или воды). Последний охлаждается до 0 град С, перекачивается к емкости с сырьем и орошает ее, быстро охлаждая молоко. Т.е., в схему всего лишь введена дополнительная ступень, благодаря которой у такого охладителя молока характеристики несколько иные, по сравнению с традиционным танком.

Т.о., не смотря на конструктивные различия молочных охладителей, суть их работы одна и та же. Хладагент, испаряясь, забирает тепло. Потом отдает калории и конденсируется в жидкость.

Типы охладителей

Применяемые на фермах охладительные установки перечислены в ГОСТ Р 50803-2008 и классифицированы по способу понижения температуры содержимого емкостей. В документе предусмотрены аппараты трех типов:

  • 1 тип. Непосредственный способ охлаждения. Испаритель соприкасается с сырьем или стенкой резервуара, где оно находится. Сюда включаются охладители молока закрытого вида и открытого: ванны и танки.
  • 2 тип. Косвенная методика. Холод вырабатывается по аналогичному принципу, но переносится на емкость теплоносителем. В качестве последнего выступает рассол или вода. В этой группе собраны оросительные охладители молока льдогенераторы (льдоаккумуляторы).
  • 3 тип. Комбинированная технология. Процесс разбит на два этапа: предварительный и доохлаждение. На первом ставятся охладители молока в потоке. Это теплообменники, чаще всего трубчатые либо пластинчатые. На втором – танк. В нем также осуществляется последующее хранение сырья до его отправки на молзавод.

Охладители молока делятся на закрытые или открытые, горизонтальные либо вертикальные, на две, четыре или шесть доек.

Охладитель молока открытого типа выполняется в виде емкости с герметичной крышкой на компенсационных пружинах. Форма ее может быть в виде вертикально расположенного цилиндра или полукруглой горизонтальной ванны.

Охладитель молока вертикальный (цилиндр) выпускается в менее широком ассортименте, чем ванны. Самые крупные агрегаты по вместимости обычно не превышают 2000 литров. Связано это с тем, что круглая в плане емкость ставится в квадратном помещении, из-за чего получается не слишком рациональное использование пространства. Ванна в плане прямоугольная, обычно с двумя крышками, которые открываются к середине – так удобнее мыть внутренние поверхности. Моются, кстати, открытые охладители вручную.

Ванны и цилиндры, по сравнению с закрытыми аппаратами, имеют один недостаток. Поскольку крышка иногда ненадолго открывается, то внутрь попадает теплый воздух помещения. Поэтому они менее экономичны, в пересчете на единицу продукции – на поддержание температуры тратится больше энергии. Если молока немного, то это почти не сказывается на рентабельности процесса. Это главная причина, почему открытые установки не делают большими. Зато цилиндры и ванны проще и дешевле, потому оптимально подходят для малых ферм.

Охладитель молока закрытого типа - это герметичная цистерна или, как его иначе называют, танк. Он выполняется горизонтальный или вертикальный. Первые делаются не обязательно с цилиндрическим поперечным сечением. Нередко встречаются модели в форме эллипса либо суперэллипса. Это, опять-таки, связано с тем, что танки ставятся в квадратных помещениях – так получается больше вместимость.

Горизонтальные цистерны делаются на 20 кубов сырья и более. Охладитель молока вертикального типа данной категории может быть еще крупнее, например, на 50 000 литров, потому что подобный агрегат располагается под открытым небом, размерами помещений он не ограничен.

рис.7

Наиболее популярными в молочно-товарном производстве являются танки. Их чаще всего покупают крупные и средние фирмы. Устройство подобного агрегата можно показать на охладителе молока закрытого типа на 1000 литров. Или больше, конструкция у всех почти одинаковая (рис. 7).

Герметичная цистерна располагается горизонтально на подставках. Она имеет двойную обшивку, между слоями которой положен теплоизолятор. Сверху сделан люк, для выполнения ТО и ремонтов. В этой же части установлен мотор-редуктор, приводящий в движение мешалку. Благодаря ей, сырье не примерзает к стенкам емкости. А главное, более равномерно охлаждается. Здесь же подводится трубопровод СИП-мойки. Внутри, в нижней части, стоит испаритель. Под «потолком» есть моечные форсунки, одна или несколько. Мешалка устроена на длинном валу, соединенном с мотор-редуктором. Она вращается с такой скоростью, чтобы воздух не попадал в молоко, а шарики жира не разбивались.

Снаружи, с торца танка, устроена лестница. Рядом с цистерной стоит пульт управления. На нем задается рабочая программа, высвечиваются на экран параметры процесса. Сбоку сделаны кнопки горячего и холодного водоснабжения, подачи кислоты и щелочи. Если молоко нагревается на один градус больше заданной температуры, программа автоматически включает агрегат.

Танк универсален. Его можно использовать, как для охлаждения содержимого, так и для хранения сырья, предварительно остуженного другим способом. Такие аппараты удобны тем, что они относительно простые и предлагаются в очень широком ассортименте. Основной недостаток в том, что на доведения молока до +4 град С надо три часа. Не много, но и не мало, число микробов, все-таки, увеличивается. И потом, здесь не решена проблема пиковых нагрузок.

В охладителе с льдогенератором вода при 0 град С орошает цистерну. Молоко охлаждается очень быстро. Если применить рассол, то его температура может быть даже ниже нуля. Нагретая жидкость стекает на лед аккумулятора и охлаждается, после чего процесс повторяется снова. Лед образуется за счет циркуляции в системе хладагента.

рис.8

Льдогенераторные устройства хороши тем, что в них температура молока понижается очень быстро. А лед можно намораживать заранее, например, ночью, на дешевых тарифах по электричеству. После чего - «делать» холод в пиковое время. Недостатки: низкий КПД, высокая стоимость, объем обычно не выше 8000 литров. С подобным устройством должны работать проточный охладитель и коллекторный танк, для хранения остуженной продукции. Если нет ночных тарифов, то системы орошения емкостей однозначно невыгодны.

Проточный охладитель делается в виде кассеты, собранной из рифленых пластин, расположенных близко одна к другой и закрепленных болтовым соединением (рис. 8). Молоко и охлаждающую жидкость пускают между пластинами противотоком. Другая конструкция – две концентрические трубы, одна в другой. По меньшей течет молоко, по большей, в другую сторону, холодная вода.

Виды охладителей

Для максимально полного удовлетворения запросов потребителей, на рынке предлагаются устройства разных объемов: от охладителя молока на 100 литров, цена которого минимальна и он очень хорошо подходит для небольших фермерских хозяйств, до охладителей молока 50000 литров. Последние представляют собой большие 50 кубовые емкости. Их заказывают крупные животноводческие комплексы.

В качестве примера можно рассмотреть технические характеристики и стоимость открытых ванн и закрытых танков марки Fresh Milk, которые реализует предприятие «Прогресс».

Охладитель молока на 100 литров. Тип УОМ R-100.

  • Объем, л: 100
  • Вес, кг: 130
  • Габариты, мм: 1000 х 600 х 950
  • Min заливка, л: 15
  • Время охлаждения до +4 град С, час: 3
  • Точность работы, град С: 1
  • Мощность, кВт: 1,0

Охладитель молока на 100 л. представляет собой вертикальный цилиндрический бак из AISI-304, оборудованную экономичной холодильной установкой марки L’UniteHermetigue или Maneurop (Франция). Управление автоматическое, промывка ручная.

Охладитель молока 200 литров.

  • Объем, л: 200
  • Вес, кг: 160
  • Габариты, мм: 1100 х 700 х 1050
  • Min заливка, л: 15
  • Время охлаждения до +4 град С, час: 3
  • Точность работы, град С: 1
  • Мощность, кВт: 1,5

По заказу, емкость может быть сделана с рубашкой для ледяной воды. На охладитель молока на 200 литров цена немного выше, чем у предыдущей модели, но зато и возможности его больше.

Охладитель молока 300 литров.

  • Объем, л: 300
  • Вес, кг: 190
  • Габариты, мм: 1600 х 1000 х 1200
  • Min заливка, л: 20
  • Время охлаждения до +4 град С, час: 3
  • Точность работы, град С: 1
  • Мощность, кВт: 2,0

Данное устройство, как и два предыдущих изделия, сделано из того же материала, с аналогичным охладительным агрегатом. Если молоко нагревается на 1 град С, аппарат включается автоматически. Промывка ручная. На охладитель молока 300 литров цена составляет 210 000 руб.

Охладитель молока на 500 литров.

  • Объем, л: 500
  • Вес, кг: 200
  • Габариты, мм: 1600 х 1000 х 1200
  • Min заливка, л: 20
  • Время охлаждения до +4 град С, час: 3
  • Точность работы, град С: 1
  • Мощность, кВт: 2,5

Охладитель молока 500 л., как и предыдущие, исполнен в форме вертикального цилиндра с ручной промывкой. Материал – AISI 304. Схема работы стандартная. Жидкий фреон подается в испаритель. Там он «превращается» в газ, с поглощением тепла, а потом поступает в конденсатор. На охладитель молока на 500 литров цена установлена вполне умеренная – 249 000 руб.

Охладитель молока на 1000 литров.

  • Объем, л: 1000
  • Вес, кг: 360
  • Габариты, мм: 1600 х 1600 х 1150
  • Min заливка, л: 100
  • Время охлаждения до +4 град С, час: 3
  • Точность работы, град С: 1
  • Мощность, кВт: 2,5

Конструкция охладителя молока на тонну несколько отличается от предыдущих версий. Здесь предлагается полукруглая ванна, с двумя герметичными крышками, открывающимися к центру. В остальном, исполнение аналогичное. Материал – AISI 304, ручная мойка, в качестве хладагента работает фреон R22 или R404А. Холодильный агрегат - L’UniteHermetigue или Maneurop, французского производства. На охладитель молока на 1000 литров цена – 290 000 руб.

Охладитель молока 2000 литров.

  • Объем, л: 2000
  • Вес, кг: 330
  • Габариты, мм: 2200 х 1500 х 2200
  • Min заливка, л: 250
  • Время охлаждения до +4 град С, час: 3
  • Точность работы, град С: 1
  • Мощность, кВт: 4,0

Охладитель молока 2000 л. – это горизонтальная 2-кубовая цистерна с автоматическим программным управлением и СИП-мойкой. Материал изготовления и холодильный агрегат – аналогичный предыдущим моделям. Установка имеет сендвич-испаритель, электромеханическую мешалку, датчики температуры и уровня молока. Цена – 478 000 руб.

Охладитель молока 3000 л. предлагается в двух исполнениях – полукруглая ванна с крышками и ручной промывкой или танк с автоматической мойкой. Параметры даны для первого варианта, тип УОМ S-3000:

  • Объем, л: 3000
  • Вес, кг: 587
  • Габариты, мм: 2800 х 2050 х 1300
  • Min заливка, л: 300
  • Время охлаждения до +4 град С, час: 3
  • Точность работы, град С: 1
  • Мощность, кВт: 4,5

Устройство с французским агрегатом L’UniteHermetigue или Maneurop предлагается по цене 454 000 руб.

Охладитель молока 4000 л. тоже можно выбрать в виде ванны или танка. Характеристики указаны по второму исполнению, закрытого типа:

  • Объем, л: 4000
  • Вес, кг: 550
  • Габариты, мм: 3300 х 1500 х 2200
  • Min заливка, л: 500
  • Время охлаждения до +4 град С, час: 3
  • Точность работы, град С: 1
  • Мощность, кВт: 5,7

Мойка автоматическая, сетевое напряжение 380 В.

Охладитель молока 5000 л., открытая ванна или герметичная цистерна. Основные параметры танка:

  • Объем, л: 5000
  • Вес, кг: 650
  • Габариты, мм: 3800 х 1500 х 2200
  • Min заливка, л: 700
  • Время охлаждения до +4 град С, час: 3
  • Точность работы, град С: 1
  • Мощность, кВт: 7,0

Это предельная величина емкости, при которой можно выбрать конструктивное исполнение установки. Далее идет только танки, т.к. ванны более крупных размеров экономически невыгодны, поэтому их почти никто не делает.

Охладитель молока 10000 л. Характеристики:

  • Объем, л: 10000
  • Вес, кг: 1100
  • Габариты, мм: 4500 х 1900 х 2400
  • Min заливка, л: 1000
  • Время охлаждения до +4 град С, час: 3
  • Точность работы, град С: 1
  • Мощность, кВт: 14,0
рис.9

При желании, вместо имеющегося L’UniteHermetigue или Maneurop (Франция), можно поставить компрессорно-конденсаторный агрегат помощнее, чтобы время понижения температуры сырья стало меньше. Мойка автоматическая. Для начала работы достаточно нажать одну кнопку, после чего аппарат функционирует по заданной программе.

Открытые и закрытые охладители Fresh Milk (рис. 9) сделаны по современным технологиям. Они отвечают всем технологическим и санитарным требованиям, действующим в пищевой промышленности. Это экономичные и надежные установки, призванные обеспечить высокую рентабельность производства.