Автор: Пользователь скрыл имя, 11 Февраля 2013 в 19:15, магистерская работа
В последние годы сельское хозяйство в России претерпело серьезные изменения. За счет сокращения поголовья животных, несовершенства материально-технической базы и недостатков в использовании технологического оборудования значительно уменьшились темпы производства всех видов животноводческой продукции, в том числе и молочной. В связи с этим в настоящее время принимаются соответствующие меры по реконструкции агропромышленного комплекса, обеспечению развития его отраслей, механизации и автоматизации производственных процессов.
ВВЕДЕНИЕ 5
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 10
Роль очистки доильно-молочного оборудования в повышении качества молока 10
Анализ технологических линий мойки доильно-молочного оборудования доильных установок и агрегатов 14
Режимы процесса промывки молокопроводов и основные требования, предъявляемые к ним 22
Анализ работ, направленных на повышение качества очистки деталей молокопровода 27
Анализ системы мойки доильной установки АДМ-8А 31
Объект исследования 36
Цель и задачи исследований 41
2. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА РАБОТЫ СИСТЕМЫ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ
МОЙКИ МОЛОКОПРОВОДА И ЕЕ ЭЛЕМЕНТОВ 42
Основные закономерности процесса очистки молокопровода от загрязнений 42
Анализ работы пульсоусилителя 52
Динамика пневмопривода пульсоусилителя для подачи воздуха
в систему очистки молокопровода от загрязнений 54
2.4. Основные закономерности очистки молокопровода при подаче
в него упругих пробок 62
Выводы 66
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ 67
Общая программа и методика исследования 67
Описание приборов и экспериментальной установки 68
Частные методики экспериментальных исследований 72
з
Методика оптимизации режимов мойки молокопровода 72
Методика определения качества мойки молокопровода 76
Методика исследований температурного режима мойки молокопровода 77
Методика определения межфазной энергии на границе разных
сред 79
Методика измерения краевых углов смачивания 80
Методика определения кажущейся плотности упругой
пробки 81
Методика испытания материала упругой пробки на сжатие 82
Методика определения удельного сопротивления соскабливания упругой пробкой загрязнений молокопровода 83
Методика определения коэффициентов трения упругой пробки
о внутреннюю поверхность молокопровода 84
3.4.Методика обработки экспериментальных данных 86
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
СИСТЕМЫ МОЙКИ МОЛОКОПРОВОДА 89
Анализ загрязнений внутренних поверхностей деталей молокопровода 89
Исследование режимов течения моющей жидкости
в молокопроводе диаметром 52 мм 95
Качество очистки деталей молокопровода от загрязнений при его циркуляционной мойке 100
Исследование процесса работы пульсоусилителя для подачи
воздуха в молокопровод доильных установок 104
4.5. Динамика изменения температуры жидкости при ее циркуляции
в молокопроводе в пульсирующем потоке ПО
Результаты исследования физико-механических свойств материала упругих пробок и режимов их движения в молокопроводе 112
Обоснование режимов очистки молокопровода от загрязнений 117
4
4.8. Удельная энергия мойки молокопровода 120
Выводы 122
5. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА СИСТЕМЫ МОЙКИ
МОЛОКОПРОВОДА И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 126
5.1. Результаты производственной проверки функционирования
системы мойки молокопровода 126
5.2. Экономическая эффективность внедрения результатов
исследования 133
Выводы 137
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 138
ЛИТЕРАТУРА 140
ПРИЛОЖЕНИЯ 151
Применяемые материалы безвредны и легко смываются с поверхности деталей струей теплой воды.
Для проверки качества дезинфекции детали после циркуляционной мойки молокопровода использовалось другое приспособление Б.А. Доронина [46], несколько усовершенствованное В.И. Березуцким [26] для более равномерного нанесения на детали индикаторного раствора и выполненное в виде пульверизатора на базе паяльной лампы. Индикаторной жидкостью в нём был водный раствор 3%-ного йодистого калия и 3%-ного крахмального клейстера, наносимый тонким слоем на поверхность контролируемой детали. Оценка качества дезинфекции производилась также по показателям тарировочной таблицы 5.1. Цветное окрашивание с поверхности деталей снималось тампоном, смоченным 3%-ным раствором гипосульфита.
128
Очистка молочных линий доильной установки производилась с задержкой времени после доения коров не более 5 минут. Режим очистки молокопровода серийного исполнения соответствовал заводской инструкции: продолжительной предварительно прополаскивания 5 минут, циркуляционной мойки и дезинфекции — 15 минут и окончательного прополаскивания -5 минут. С учётом затрат времени на переходные режимы, операции слива, продувки молокопровода воздухом и отключения вакуумного насоса весь цикл ухода за молочной линией составлял 40 минут. Очистка экспериментальной молочной линии производилась в режиме, указанном в таблице 4.14. Для мойки использовался 0,5%-ый раствор синтетического порошка типа А. Температура холодной воды для прополаскивания была в пределах 25...30°С, а моющего раствора 60.. .70°С.
Данные по оценке качества мойки молокопровода из нержавеющей стали в сравниваемых вариантах их конструкции и режима очистки приведены в таблице 5.2.
Таблица 5.2. Сравнительные данные оценки качества мойки молокопроводов диаметром 52 мм из нержавеющей стали
Показатели |
Вариант исполнения системы мойки молокопровода | |
| серийный |
экспериментальный |
Бактериальная обсемененность поверхности молокопровода, бакт./см2: — до мойки — после мойки |
321500 26000 83 удовлетворительное |
315400 12000 88 хорошее |
Они показывают, что степень очистки молокопровода от загрязнений в заводской доильной установке удовлетворительная, коэффициент светопропускания смывов контрольных участков молочной линии не превышает 83%.
129
Это объясняется недостаточной очисткой, в основном, верхней части внутренней поверхности труб из-за слабого динамического воздействия на нее моющего раствора.
Экспериментальное исполнение системы мойки молокопровода позволяет уменьшить его бактериальную загрязненность и довести коэффициент светопропускания смывов Блюра до 88%, что соответствует по санитарным требованиям хорошей очистке молокопровода.
Данные по качеству мойки и дезинфекции отдельных деталей и составных частей молочной линии доильной установки при этом, полученные экспресс-методами с использованием указанных выше приборов и приспособлений, представлены в таблице 5.3.
Таблица 5.3.
Показатели качества мойки и дезинфекции составных частей молочной линии доильной установки (Н, У и X - соответственно неудовлетворительная,
удовлетворительная и хорошая чистота)
Контролируемые составные части молочной линии |
Оценка чистоты составных частей молочной линии | |||
| се |
шиной |
экспериментальной | |
| мойка |
дезинфекция |
мойка |
дезинфекция |
Доильные стаканы |
Н |
н |
У |
У |
Коллектор |
У |
У |
X |
X |
Молочный шланг |
Н |
У |
X |
X |
Молокопровод |
У |
У |
X |
X |
Молокоприемник |
У |
X |
X |
X |
Молочный насос |
У |
У |
У |
У |
По данным этой таблицы качество мойки и дезинфекции доильной аппаратуры при использовании общепринятой заводской технологии циркуляционной мойки молокопровода недостаточное, особенно резиновых деталей. На них в процессе эксплуатации постоянно увеличивается остаточная плёнка и очаги загрязнения, что создаёт питательную среду для развития микроорганизмов. Из-за этого возникает необходимость периодической механической чистки их специальными ершами.
130
Степень очистки составных частей молочной линии при внедрении экспериментальной системы циркуляционной мойки выше, чем серийной. Она даёт возможность повысить и качество получаемого на ферме молока.
Хронометражные данные продолжительности отдельных операций технологии циркуляционной мойки молокопровода в исследуемых вариантах конструкции системы даны в таблице 5.4.
Таблица 5.4. Продолжительность операций технологии циркуляционной
мойки молокопровода
Перечень операций |
— Затраты времени на операции мойки, секунд | |
| серийная система |
экспериментальная система |
1 |
2 |
3 |
Опорожнение молокопровода от остатков молока после доения пропуском поролоновых пыжей |
105 |
105 |
Переключение насоса на ручную откачку и опорожнение молокос-борника от молока |
15 |
15 |
Выключение вакуумного насоса |
4 |
4 |
Удаление пробок из системы |
7 |
7 |
Снятие фильтрующего элемента из корпуса фильтра |
6 |
6 |
Перенос доильных аппаратов в моечную |
21 |
21 |
Наружная мойка доильных аппаратов в ведре водой температурой 30...40°С |
8 |
8 |
Закрепление доильных аппаратов на моечный стенд |
5 |
5 |
Подготовительные работы к пуску автомата промывки (переключение шлангов, наполнение чаши смесью моюще-дезинфицирующего раствора, переключение молочного насоса на автоматическое управление) |
14 |
12 |
131
Продолжение табл. 5.4.
1 |
2 |
3 |
Включение автомата промывки и вакуумного насоса, заполнение ванны водой |
90 |
90 |
Работа автомата в т.ч. на режимах: |
2290 |
1990 |
— прополаскивание |
300 |
290 |
- циркуляционная промывка |
905 |
615 |
— слив моющего раствора и заполнение ванны холодной водой |
96 |
96 |
— прополаскивание от остатков моющего раствора |
300 |
300 |
- вытеснение воды пыжами |
134 |
134 |
— продувка системы воздухом для просушки |
360 |
360 |
- опорожнение молокосборника насосом в режиме «Ручное» от остатков воды |
90 |
90 |
- выключение вакуумного, молочного насосов и командоаппарата |
105 |
105 |
Прополаскивание молочной линии перед доением в ручном режиме |
120 |
120 |
Настройка доильного агрегата на доение, перенос доильных аппаратов в коровник |
38 |
38 |
Общие затраты времени, минут |
45,4 |
40,4 |
Затраты времени на очистку молокопровода в экспериментальной системе мойки сокращаются на 11 % в сравнении с серийной системой, что объясняется более эффективным воздействием потока газо-жидкостной моющей среды на внутренние поверхности молочной линии доильной установки и использованием механической очистки поролоновыми пыжами при пуске их в режиме циркуляционной мойки молокопровода. Длительность работы командоаппарата также снижается с 40 минут до 35 минут или на 12,5%.
132
Более качественная очистка молокопровода доильной установки обеспечила и повышение сортности сдаваемого хозяйством молока на собственный молочный завод. Показатели качества сдаваемого молока от коров, обслуживаемых доильным агрегатом со сравниваемыми системами мойки молочной линии, представлены в таблице 5.5.
Таблица 5.5. Данные о качестве сдаваемого молока от групп коров, обслуживаемых доильным агрегатом со сравниваемыми системами мойки молокопровода диаметром 52 мм
Сравниваемые показатели |
Сравниваемые варианты систем мойки молокопровода на доильном агрегате | |
| базовый с заводской системой мойки |
экспериментальный |
Годовое производство молока от 100 коров в сравниваемых вариантах, ц |
3365 |
3378 |
Степень чистоты молока по эталону, группа |
I |
I |
Кислотность молока, °Т |
15...18 |
14...17 |
Бактериальная обсемененность, тыс/см3 |
310...640 |
305...520 |
Сдано молока на молзавод, %: — первым сортом - вторым сортом |
93 7 |
98 2 |
При использовании
экспериментальной системы мойки молокопровода
доильного агрегата показатели качества
молока, надоенного от группы коров
# в 100 голов, несколько повышаются, что
позволило сдать на молзавод на 5%
больше молока 1 -го сорта, сдаточная цена которого выше.
133
5.2. Экономическая эффективность внедрения результатов
исследования
Целесообразность внедрения новой или усовершенствованной машины в производство оценивается наряду с другими показателями по ее экономической эффективности. В качестве базы сравнения предлагаемой системы мойки молокопровода УДМ-200 была принята серийная система заводской доильной установки.
Расчет экономической эффективности производился в соответствии с общепринятыми методиками по зависимости [123]
3r=(H6-Hn).Q-EH.(Bn-B6) + Q.p.(a,-U2)/100, (5.1)
где Эг - годовой экономический эффект, руб.;
Иб и Ип - удельные производственно-
Q — годовой валовой надой молока от коров, обслуживаемых доильной установкой, ц;
Ен — отраслевой нормативный коэффициент эффективности капвложений, Ен = 0,15 [123];
Бб и Бп - балансовая стоимость по базовому и предлагаемому вариантам, руб.;
р - прирост повышения качества молока
при использовании усовершенствованной
технологии мойки молокопровода, %; Ці
и Цг - закупочные цены молока 1 и 2 сортов,
руб./ц. Удельные производственно-
И = (3 + А + Тр+Цэл+Цв).П/д, (5.2)
где 3 — затраты на оплату труда оператора мойки молокопровода, руб.; А - амортизационные отчисления, руб.;
Тр - отчисления на ремонт и техническое обслуживание оборудования, руб.;
134
Цэл - затраты на электроэнергию в период мойки молокопровода, руб.; Цв - затраты на воду, используемую при мойке молокопровода, руб.; П - коэффициент, учитывающий прочие прямые затраты, П = 1,05. При этом затраты на химикаты, смазочные и обтирочные материалы и другие прямые затраты в сравниваемых вариантах приняты равными.
Расчет заработной платы с начислениями оператора мойки молокопровода производился по зависимости
3 = (3осн + Здоп Xі + Нотч )> (5-3)
где Зосн - основная оплата труда, руб.;
Здоп - дополнительная оплата труда, руб.;
Нотч - норматив отчислений на социальные нужды, Нотч= 0,261 (в пенсионный фонд - 0,206; в фонд социального страхования — 0,029; в федеральный фонд обязательного медицинского страхования - 0,001; в территориальный фонд обязательного медицинского страхования -0,025). Основная оплата труда обслуживающего персонала рассчитывалась по
формуле
30СН=п-сг.Т, (5.4)
где п - количество обслуживающего персонала системы мойки, чел.; сг - часовая ставка оплаты труда, руб./час; Т - годовая трудоемкость мойки молокопровода, час. Дополнительная оплата труда определялась по зависимости
где к - коэффициент, учитывающий начисления на зарплату и различного рода доплаты. При определении амортизационных отчислений использовалась формула
А = —, (5.6)
100
где Б - балансовая стоимость доильной установки, руб.;
135
a - годовая норма амортизационных отчислений, %. Для расчета балансовой стоимости применялась зависимость