Обоснование параметров и режимов работы системы мойки молокопровода доильных установок для доения коров в стойлах

На промывку одного доильного аппарата требуется 5 л теплой воды для ополаскивания, 8 л моющего раствора и 5 л горячей воды для смыва остатков раствора.

При таком способе промывки один раз в неделю доильные аппараты разбирают и все детали тщательно промывают ершами и щетками в горячем моющем растворе, приготовленном в тазу или ведре.

После промывки аппараты собирают и через каждый из них пропускают 8 л теплого дезинфицирующего раствора, а затем ополаскивают горячей водой.

В промежутках между дойками доильные аппараты следует хранить в чистом помещении, крышку с коллектором и доильными стаканами подвесить на крюках, а ведра поставить, опрокинув на полку.

Этот способ мойки доильных аппаратов весьма трудоемок и требует больших затрат времени. Качество мойки полностью зависит от добросовестности работы доярки.

Начиная с 1967 г., доильные установки АД-100А и ДАС-2Б комплектуются устройствами для их циркуляционной промывки, которая дает возможность использовать аппараты без разборки в течение 20...30 дней.

 

18

Установка для циркуляционной промывки аппаратов (моечный стенд) (рис. 1.4) состоит из следующих основных узлов и деталей: ванны 1, коллекторной трубы 2 с воронками 4 для крепления крышек 5 доильных ведер, опо-рожнителя 6 и пульсоусилителя 11. Пульсоусилитель 11 с блоком резиновых клапанов 9 и 10 и опорожнитель 6 с откидными клапанами 7 и 8 образуют насос для прокачки моющего раствора через доильные аппараты 3.

Схемы мойки доильных аппаратов в доильных агрегатах

АД-100АиДАС-2Б

а и б - схемы предварительного ополаскивания от молочных остатков и циркуляционной мойки; 1 - ванна; 2 - коллекторная труба; 3 - доильный аппарат; 4 - воронка; 5 - крышка ведра; 6 - опорожнитель; 7 и 8 - клапаны; 9 и 10 - клапаны пульсоусилителя; И - пульсоусилитель; 12 - пульсатор; 13 и 14-краны; 15-вакуумпровод; 16-палец-заглушка; 17-шланг подачи воды

Рис. 1.4.

После окончания доения каждая доярка устанавливает свои аппараты на моечном стенде, предварительно обмыв их горячей водой. Крышки 5 ведер вставляют в воронки 4, доильные стаканы опускают в ванну, а свободный конец вакуумного шланга надевают на заглушку под воронкой 4.

В ванну 1 заливают 40...50 л теплой воды температурой 30...35°С (и устанавливают лоток для слива воды). После этого включают вакуум, под

 

19

действием которого крышки присасываются к воронкам, при этом происходит ополаскивание аппаратов 3. Загрязненная вода сливается в канализацию.

Затем в ванну 1 заливают 30...40 л 0,5-процентного моющего раствора температурой 70...80°С, открывают зажимы на молочных шлангах или молочные клапаны коллекторов (АДУ-1 и ДА-2М), включают краны 13 и 14 подачи вакуума из вакуумпровода в пульсатор 12 и опорожнитель. Начинается циркуляционная промывка, которая продолжается 10 мин. После циркуляционной мойки аппаратов загрязненный раствор выпускают, а в ванну заливают 40...50 л горячей воды, которая во время 3...5 минутной циркуляции ополаскивает аппараты от остатков моющего раствора. После слива загрязненной воды отключается стенд от вакуумпровода, и выключают вакуумный насос.

Дезинфекцию проводят один раз в день в течение 5...6 минут циркуляционным способом дезинфицирующим раствором температурой 50...60°С. Если дезинфекция проводится сразу после дойки, то промывать аппараты моющим раствором не нужно.

В современных доильных агрегатах для доения коров в стойлах стенд для циркуляционной мойки оборудован дополнительно шкафом управления с командным электропневматическим прибором и распределителем воды [58, 60, 94]. Это обеспечивает автоматическую смену фаз прополаскивания, мойки и дезинфекции, а в конце промывки доильных аппаратов слив воды и отключение вакуумных насосов.

Время цикла полной промывки составляет 30...40 мин.

В стационарных доильных установках с молокопроводом для доения коров в стойлах коровников, широкое распространение для мойки молочной линии получили схемы с релизерами (рис. 1.5).

Установка для мойки молокопровода в них содержит ванну 9, над которой расположена коллекторная труба 7 для подключения доильных стаканов 8. Для циркуляции жидкости при мойке установка оборудована насосом (релизером) 4 с пульсоусилителем 3.

 

20

Мойка молокопровода осуществляется в три фазы: прополаскивание молокопровода и доильных аппаратов после доения для смыва остатков молока, циркуляционная мойка и дезинфекция, прополаскивание от остатков моющих и дезинфицирующих растворов.

Схема циркуляционной мойки доильной установки ДУ-150

І t t\l Ї t І   г—-Ат-

_{------  і, 1°}

J—п

1 - вакуумнасос; 2 - вакуумбаллон; 3 - пульсоусилитель; 4 - релизер; 5 - охладитель молока; 6 - молокопровод; 7 - коллекторная труба; 8 - доильный аппарат; 9 - ванна; 10 - трубопроводы подачи горячей и холодной воды.

Рис. 1.5.

В фазу мойки и дезинфекции ванна 9 заполняется горячим раствором. Соединение трубопроводов производят по схеме рис. 1.5. При включении пульсоусилителя в бачках релизера 4 поочередно создается то вакуум, то атмосферное давление, из них вакуум распространяется в охладитель 5, в молокопровод 6 и далее в коллекторную трубу 7 и доильные аппараты 8. Промывочная жидкость под действием вакуума всасывается из ванны в доильные стаканы, молокопровод 6, охладитель 5 и поступает поочередно в бачки релизера 4, откуда сливается снова в ванну 9. Частота пульсаций вакуума в бачках релизера устанавливается пульсатором пульсоусилителя. Заполнение жидкости в ванну производится вручную. Весь цикл мойки составляет около 40 мин.

Во всех доильных установках со станками и молокопроводом, таких как УДЕ-8, УДТ-8, УДА-8, УДА-16 молочную линию промывают циркуляционным способом на месте, не перенося аппараты в отдельную комнату

 

21

[15, 21, 26, 58, 115]. Для этого на каждой установке монтируют моечный трубопровод с патрубками, в которые перед промывкой вставляют доильные стаканы. Принцип действия этого способа промывки для всех установок примерно одинаков (рис. 1.6).

Технология промывки состоит из трех моментов: предварительного ополаскивания молочной линии теплой (25...30°С) водой до ее просветления, циркуляционной промывки горячим (70...80°С) моюще-дезинфицирующим раствором и заключительного ополаскивания чистой водой.

Схема циркуляционной промывки молочной линии доильных установок УДТ-8, УДЕ-8А, УДА-8, УДА-16

1 - поплавок; 2 - ванна; 3 - дозатор; 4 - пневмокраны; 5 - пневмоклапаны; 6 — кран; 7 — стационарный водонагреватель; 8 — молочный танк; 9 — молочный фильтр; 10 - молочные насосы; 11 - молокосборник; 12 - предохранительная камера; 13 - вакуумрегулятор; 14 - молокопроводы; 15 - промывочные трубопроводы; 16 — счетчик молока; 17 - манипуляторы доения; 18 - пневмозажим; 19 - пульт управления; 20 - шкаф управления; 21 - терморегулятор; 22 - проточный водонагреватель; 23 - охладитель; 24 - пульсатор; 25 - доильные аппараты; 26 - зажим; 27 - промывочные чашки

Рис. 1.6.

 

22

При ополаскивании молочных путей вода с помощью вакуума засасывается из ванны 2 в промывочный трубопровод 15 и, пройдя через все доильные аппараты 25, молокопровод 14 и молокосборник 11, откачивается насосом 10 в канализацию.

При циркуляционной промывке после засасывания раствора нагнетательный патрубок молочного насоса 10 шлангом соединяют с ванной 2, и раствор циркулирует по замкнутой системе в течение 10... 15 мин. Горячая вода подается в систему промывки из стационарного водонагревателя 7 и поддерживается на заданном уровне температуры проточным водонагревателем 22. Управление потоками моющего раствора осуществляется пневмокранами 4 и пневмоклапанами 5, переключающимися в зависимости от программы, задаваемой командным аппаратом 19. Подача моющих и дезинфицирующих средств регулируется в зависимости от цикла промывки дозаторами 3.

1.3. Режимы процесса промывки молокопроводов и основные требования, предъявляемые к ним

Технологический режим процесса промывки молокопроводов, как отмечают Б.А. Доронин [46], Ю.И. Беляевский [21], А.Е. Брагина [27], Ю.П. Золотин [57], В.В. Молочников [86], Schlusler [130] и др., определяет совокупность в основном таких показателей, как:

• скорость жидкости при промывке;
• температура раствора;
• концентрация моющих средств;
• продолжительность промывки.

Эффективная промывка возможна при скорости течения моющего раствора, достаточной для отрыва и уноса потоком частиц загрязнений. При необоснованно увеличенной скорости резко повышаются энергетические затраты на перекачивание раствора. Скорость жидкости при промывке доильных установок зависит от величины разрежения, создаваемого вакуумными уста-

 

23

новками, от гидравлических параметров линий циркуляции, от подачи перекачивающих молочных насосов.

При этом величина скорости, необходимой для отрыва частиц, зависит от размера и плотности частицы, её формы, шероховатости очищаемой поверхности, свойств промывочной жидкости.

Следует отметить, что в отношении скорости движения моющего раствора, соответствующей наиболее эффективной промывке молокопроводов, исследователи не пришли к единому мнению. Так, Ю.И. Беляевский рекомендует скорость промывки 0,41 м/с [21, 22], Ю.П. Золотин и Р.Г. Алагезян принимают интервал 0,9...1,5 м/с [12, 57], П.А. Курунин предлагает значение 1,2 м/с [75], А.С. Веприцкий и А.Е. Брагина-до 2,5 м/с [27, 31].

С целью интенсификации перемешивания раствора, оказывающем значительное влияние на скорость удаления загрязнений, предлагается устанавливать в молокопроводе специальные дроссельные шайбы [27, 31]. На интенсивность перемешивания моющего раствора, а, следовательно, и качество промывки, оказывают эффективное влияние создаваемые различными устройствами пульсации потока [115].

Большое значение для эффективной промывки имеют режимы циркуляции жидкости в промываемой системе. Специальными исследованиями доказано, что высокое качество очистки может быть достигнуто при развитом турбулентном режиме течения моющей жидкости с большими скоростями (при Re>10⁴...10⁵) [104], поскольку в этом случае создаются наиболее благоприятные условия для механического воздействия потока на частицы загрязнения. Так А.С. Веприцкий и А.Е. Брагина [27, 31], в своих исследованиях показали, что для обеспечения максимальной эффективности очистки молокопроводов необходимо, чтобы турбулентность потока в системе была не менее Re > 2-Ю⁴. Б.А. Доронин [46] предложил расчетную формулу для скорости моющего раствора при 4000<R_e<10/Ar (где Аг - относительная шероховатость поверхности трубопровода). По данным протоколов МИС при испытаниях доильных установок унифицированного ряда [115] средняя скорость движения жидкости составляет 0,53...0,97 м/с при Re=60000.

 

24

Качество промывки молокопроводящих путей доильного оборудования прямо пропорционально температуре моющего раствора [12, 26, 40, 107, 115]. С повышением температуры возрастает физико-химическая активность моющего раствора, снижается энергия адгезии на границе раздела фаз (моющий раствор — загрязнение), уменьшается кинематическая вязкость моющего раствора, что усиливает турбулентность. Эффективность воздействия моющего средства на загрязнения при прочих равных условиях напрямую зависит от температуры раствора. Однако, её повышение более 60°С не влечет за собой заметного увеличения моющей способности [40]. Поэтому температурный режим приблизили именно к этому показателю. Единственно, на что можно повлиять при регулировании температурного режима — это на температуру входящего раствора. Объективно о температурном режиме процесса промывки можно судить по температуре внутренней поверхности стенок мо-локопровода, только в этом случае можно говорить о сути термического воздействия на систему моющая среда - загрязненная поверхность. Эта температура неодинакова в разных точках молокопровода и меняется по мере прохождения горячего раствора через него, стремясь приблизиться к температуре входящего моющего средства. В замкнутых системах ситуация сложнее, так как циркулирующий раствор постоянно охлаждается, а поступления тепла извне не происходит. Однако в любом случае можно сказать, что температурный режим прямо пропорционален температуре, объёму поступающего раствора и температуре окружающей среды и обратно пропорционален длине молокопровода.

Ю.И. Беляевский [22] считает, что эффективная промывка возможна при температуре раствора не ниже 85°С.

По данным Ю.П. Золотина [57], повышение температуры от 46°С до 82°С сокращает время обработки поверхности в десять раз при одинаковом качестве.

 

25

Б.А. Доронин [46] рекомендует проводить промывку при температуре 70°С. СВ. Харьков [115] утверждает, что режим промывки оптимален по энергопотерям при температуре моющего раствора в диапазоне 60...65°С.

В.И. Березуцкий [26] отмечает, что промывка должна осуществляться при температуре раствора 70...80°С.

В рекомендациях, разработанных ВНИПТИМЭСХ [98], указывается, что очистку доильно-молочного оборудования необходимо выполнять при температуре растворов 60...70°С, а в рекомендациях по технологии производства молока, одобренных 22...24 ноября 1977 г. [100], - при температуре не ниже 80°С.

Некоторые зарубежные фирмы, занимающиеся производством доильных установок [21, 107, 126], рекомендуют производить очистку молокопро-водов растворами с температурой не ниже 77°С.

Радикальным способом поддержания необходимого санитарно-гигиенического состояния доильно-молочного оборудования является применение высокоэффективных средств санитарной обработки. Все используемые в настоящее время санитарные средства по своим свойствам и назначению можно разделить на четыре группы [16]: моющие средства; дезинфицирующие соединения; моюще-дезинфицирующие средства; кислоты.

В [42] рекомендованы к применению следующие виды моющих и мою-ще-дезинфицирующих средств: порошки вида А, Б, В, кальцинированная сода, гипохлорит натрия, дезмол, збруч, сульфохлоратин, ДПМ-2 и др.

Моющее средство А предназначено для использования в хозяйствах с жесткой водой (более 8 мг-экв/л); тип Б - в хозяйствах с водой средней жесткости (от 4 до 8 мг-экв/л), тип В - с мягкой водой (менее 4 мг-экв/л).

Рабочие растворы дезинфицирующих средств [115], содержащие от 150 мг/л до 700 мг/л активного хлора, за исключением гипохлорита натрия, не обладают смачивающими и проникающими способностями и требуют для эффективного применения тщательной предварительной мойки и очистки оборудования от загрязнений. Недостатком применения хлора в качестве де-

 

26

зинфицирующего средства является то, что он имеет сильное разъедающее действие и при превышении температуры раствора или неправильной дозировке вызывает повреждение оборудования, что ограничивает его использование. Содержание активного хлора в растворе гипохлорита натрия не должно превышать 150...200 мг/л в течение 3...5 минут [42]. После хлорирования необходимо тщательно ополаскивать оборудование большим количеством воды.