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

Кислоты при санитарной обработке применяются редко. Они необходимы лишь для удаления устойчивых минеральных отложений и молочного камня. Для этой цели используют 0,1%-ые растворы неорганических и 0,2%-ые растворы органических кислот. Наибольшее распространение получила сульфоминовая кислота.

Моюще-дезинфицирующие средства обладают рядом преимуществ. Они проявляют высокие моющие и дезинфицирующие свойства в присутствии органических веществ и солей жесткости воды, не разрушают материал, из которого изготовлено доильно-молочное оборудование, не оказывают вредного воздействия на кожу, что позволяет использовать их при различных моечных операциях.

Г.П. Дегтерев [40] отмечает, что концентрированная и каустическая сода, кислоты, хлорная известь, синтетические препараты типа А, Б и др. относятся к разряду низкосортных моющих и дезинфицирующих средств и их применение приводит к снижению качества молока, образованию «молочного камня», коррозии и быстрому износу оборудования, выходу из строя резины и уплотнений, перерасходу воды, электроэнергии, вредному воздействию на человека и природу, усложнению технологического процесса очистки.

За последние годы разработано много новых эффективных моющих и моюще-дезинфицирующих средств (МСЖ-ЗС, МСЖ-ЗСГ, МСЖ-Щ, МСЖ-К, МДС, МД-1 и др.) [40, 107]. Они прошли производственные испытания и разрешены к применению Министерством здравоохранения РФ, Госком-санэпиднадзором РФ, Департаментом ветеринарии Минсельхозпрода РФ.

 

27

Наиболее перспективными на данный момент признаны порошкообразные (МСЖ-ЗС и МСЖ-ЗСГ) и жидкие (МСЖ-Щ и МСЖ-К) средства. Моюще-дезинфицирующее средство МСЖ-ЗС можно использовать при механизированной и ручной очистке и дезинфекции доильно-молочного оборудования. При механизированной очистке концентрация растворов должна быть 0,15...0,3% (15...30 г на 10 л воды), температура - 50...70°С, продолжительность очистки 8... 15 мин (в зависимости от объекта очистки и характера загрязнений). При ручной очистке наружных поверхностей оборудования можно мыть раствором с помощью щеток (ершей) или немного посыпать порошка на поверхность (четверть чайной ложки на 1 м²) и равномерно растереть в разных направлениях круговыми движениями слегка намоченной губкой или щеткой. После очистки поверхность ополоснуть водой.

При изучении продолжительности промывки установлено, что при увеличении времени обработки качество очистки улучшается [26, 31, 46, 57].

П.А. Обухов [91] отмечает, что циркуляционная промывка молокопроводов должна продолжаться 12... 15 мин. В.И. Березуцкий [26] установил, что при наличии значительного количества деталей и узлов из алюминия продолжительность мойки составляет не менее 10...12 мин. СВ. Харьков [115] рекомендует продолжительность циркуляции для молокопроводов доильных установок унифицированного ряда в диапазоне 15...20 мин. Зарубежные фирмы устанавливают время обработки в пределах 5...30 мин [46, 125, 128], в зависимости от материалов, применяемых в молочных линиях доильных установок.

1.4. Анализ работ, направленных на повышение качества очистки

деталей молокопровода

Основы теории моющего действия и технологии очистки разрабатывались в нашей стране П.А. Ребиндером. В области сельского хозяйства они получили свое развитие в трудах Н.Ф. Тельнова, Г.П. Дерягина,

 

28

В.И. Савченко, Б.Б. Нефедова, А.П. Садовского и других. Исследованиями этой проблемы в молочной промышленности занимались также Р.Г. Алаге-зян, Г.П. Дегтерев, Ф.В. Неволин, В.В. Молочников, Л.И. Тукан, И.М. Кулешова и другие. Непосредственно промывке молокопроводов доильных установок посвящены работы Ю.И. Беляевского, А.Е. Брагиной, Ю.П. Золотина, П.А. Курунина, Б.А. Доронина, СВ. Харькова, В.И. Березуцкого и др.

Для определения качества очистки оборудования от загрязнений существуют различные способы: визуальный контроль [16, 113]; с использованием нефелометрических и фотоэлектрических приборов [26, 27, 46]; основанные на измерении остаточной радиоактивности загрязнения, предварительно нанесенной на очищаемую поверхность перед промывкой [12, 57]; весовые методы [130], бактериальные методы [16, 18, 62, 103]. Визуальные, радиоактивные, весовые методы дают возможность оценить относительную эффективность промывки и не имеют достаточно обоснованных количественных и качественных показателей. В указанных способах чистота поверхности оценивается косвенными методами. Бактериологический контроль является наиболее объективным, однако и он не занимает исключительного положения в современных условиях производства молока. Качество бактериальной чистоты оценивается по таблице 1.2, приведенной в «Санитарных правилах ...» [103].

Таблица 1.2. Санитарная оценка доильного оборудования по количеству микробов на 1 см² поверхности

 

Доильные стаканы	Коллектор	Молочные шланги	Молокопро-вод	Санитарная оценка
До 18 тыс.	До 25 тыс.	До 25 тыс.	До 20 тыс.	Хорошая
18...250 тыс.	25 тыс... 1 млн.	25 тыс...2,5 млн.	20...300 тыс.	Удовлетв.
Свыше 250 тыс.	Свыше 1 млн.	Свыше 2,5 млн.	Свыше 300 тыс.	Неудовлетв.

Работы, направленные на повышение качества санитарной обработки поверхностей деталей, соприкасающихся с молоком, можно классифицировать по следующим основным областям:

 

29

- разработка и применение при санитарной обработке молокопроводов 
новых моющих и дезинфицирующих средств [12,22,40,65,107];

• обоснование наиболее эффективных параметров технологического режима процесса промывки (скорость, режим течения моющего раствора, его температура, концентрация моющих средств, продолжительность циркуляции раствора) [26,27,46,57,75,86];
• разработка технических решений, направленных на совершенствование процесса промывки [2,4,6,9,26,111,115].

Разработка и применение новых моющих средств и композиций, как правило, связано с увеличением их химической активности. Повышенная агрессивность моющих средств в совокупности с высокой температурой моющих растворов может оказывать неблагоприятное воздействие на обрабатываемую поверхность. В особенности это сказывается на резиновых и пластмассовых деталях промываемого доильного оборудования. В последние годы в нашей стране разработаны новые моющие и моюще-дезинфицирующие средства, такие как МСЖ-ЗС, МСЖ-ЗСГ, МСЖ-Щ и др., но они довольно дорогие. Поэтому в дальнейшем в работе будут учитываться моющие растворы регламентированные "Санитарными правилами..." [103], а именно - холодная и горячая вода, растворы комбинированного моющего средства "Дезмол" и синтетических моющих порошков А, Б, В.

Режимы промывки доильных установок исследовались в работах П.А. Курунина [75], А.С. Веприцкого, А.Е. Брагиной [31], Б.А. Доронина [46], СВ. Харькова [115], В.И. Березуцкого [26]. Технологический режим промывки определялся на основании современных представлений о кинетике процесса удаления частиц загрязнений с поверхности оборудования с соответствующими допущениями [24,26,46,106,111].

В работах [26, 46] было принято, что на пленку загрязнений молокопроводов непосредственно воздействуют турбулентные вихри потока, представленные в виде множества элементарных струй. В результате динамического

 

зо

воздействия этих струй происходит набухание и пептизация белков, под воздействием сил касательного трения происходит сдвиг и отрыв пленки.

СВ. Харьковым более полно проведены исследования структуры пленки молочных загрязнений [115]. Он отмечает, что наиболее затруднительным является процесс удаления отдельных жировых шариков и масляных зерен небольшого диаметра, находящихся полностью в ламинарном подслое моющего потока. Поэтому СВ. Харьков рассматривает процесс отрыва жировой частицы с поверхности очищаемого оборудования с учетом сил, обусловленных особенностями течения пограничной области и ламинарного подслоя турбулентного потока.

Б.А. Доронин [46] рассматривает процесс удаления частичек молочного жира, как основного и наиболее трудноудалимого компонента молочного загрязнения, под действием со стороны потока сил касательного трения, преодолевающих адгезионное сцепление молочного жира с промываемой поверхностью. В отличие от Б.А. Доронина В.И. Березуцким в исследованиях дополнительно учтены касательная и нормальная силы слипания жировых шариков между собой [26].

По результатам теоретических и экспериментальных исследований рекомендуются следующие оптимальные режимы очистки: для деталей из резины — скорость раствора 7 м/с, температура - 70°С, время очистки 1,5 мин; для стальных деталей - скорость 1,5 м/с, температура 70°С, время очистки 1,5 мин; для стеклянных деталей — скорость 2,5 м/с, температура 70°С, время очистки 2,0 мин; для деталей из алюминия - скорость 9 м/с, температура 80°С, время очистки 12,2 мин и более.

Подобные режимы промывки достижимы на специальных промывочных стендах при промывке отдельных деталей и узлов доильного оборудования. Они не могут быть использованы для циркуляционной промывки доильных установок, особенно для молокопроводов с увеличенным диаметром. Повышение температуры раствора связано со значительными энергетическими затратами, вследствие значительной площади промываемых поверхно-

 

31

стей и интенсивной теплоотдачи. Вместе с тем высокая температура отрицательно сказывается на пластмассовых и резиновых деталях, составляющих линию циркуляции.

Увеличение скорости циркуляции ограничивается подачей перекачивающих молочных насосов.

Разрабатываемые технические средства для санитарной обработки доильных установок, как правило, связаны с совершенствованием отдельных узлов систем промывки и созданием новых промывочных стендов для доильного оборудования [8,75,111,115].

1.5. Анализ системы мойки доильной установки АДМ-8А

Доильная установка АДМ-8А предназначена для машинного доения коров в стойлах коровников на фермах с привязным содержанием животных, транспортировки молока по молокопроводу в молочную, очистки, охлаждения, учета и сбора молока, создана в результате усовершенствования установки молокопровод-100 и 200 «Даугава» [23, 45, 60].

Доильная установка АДМ-8А основного варианта исполнения (рис. 1.7) снабжена вакуумной установкой 16, стеклянным молокопроводом 3, ваку-умпроводом 1, автоматом промывки доильных аппаратов и молочной линии 9, электроводонагревателем 17, охладителем молока 10, счетчиком для индивидуального учета молока 7, счетчиком группового надоя молока 14 и устройством для подъема молокопровода 5 над кормовыми проходами для проезда кормораздатчика и опускания молокопровода в горизонтальное положение при доении. Подъем ветвей осуществляется специальной пружиной, а опускание — пневматической камерой (в ней при работе установки создается вакуум, благодаря чему ее стенки, на которых крепятся ветви вакуумного трубопровода, смыкаются). Доильные аппараты 8 подключают к молокопроводу 3 и вакуумпроводу 1 с помощью совмещенных кранов. Для

 

32

удаления молока из молокосборника 12 установлен центробежный молочный насос НМУ-6.

Общий вид доильной установки АДМ-8А

1 - вакуумпровод; 2 - переключатель; 3 - молокопровод; 4 - главный вакуум-регулятор; 5 — устройство для подъема молокопровода; 6 - ванна для промывки; 7 - счетчик молока УЗМ-1; 8 — доильный аппарат; 9 — автомат промывки; 10 — пластинчатый охладитель; 11 — фильтр молочный; 12 - молокос-борник; 13 — молочный насос НМУ-6; 14 — групповой счетчик молока МТБ; 15 — шкаф для запасных частей; 16 - вакуумная установка УВУ; 17 — электроводонагреватель.

Рис. 1.7.

Таким образом, это достаточно сложная система, имеющая значительное количество узлов, деталей и агрегатов, соприкасающихся с молоком в процессе его извлечения из сосков вымени и транспортировки в молочный танк.

При доении концы петель молокопровода 3 соединяют с переключателем 2, задвижка которого устанавливается в положении «Д». Молоко от доильного аппарата 8 через счетчик УЗМ-1 поступает в молокопровод 3, далее в групповой счетчик 14 и молокосборник 12, из которого молочным насосом

 

33

13 подается на фильтр 11, а из него — на пластинчатый охладитель 10, охлажденное молоко собирается в танк для хранения.

Величина вакуума в молокопроводе (53 кПа) регулируется грузом регулятора и контролируется по вакуумметру.

В вакуумпроводе дифференциальным регулятором устанавливается вакуум в 48 кПа.

Разница величин вакуума в 5 кПа устанавливается для выравнивания его уровня в доильных стаканах под соском и в межстенном пространстве, чтобы сосковая резина в такте сосания не расширялась, и доильные стаканы не наползали на вымя коровы. Эта разница обусловлена преодолением сопротивления подъему молока по молочному шлангу от доильного аппарата до молокопровода. При подъеме молока в молокопровод вакуум под соском несколько понижается, и если его не повысить в молокопроводе, то в межстенном пространстве он будет выше. Сосковая резина расширится, что ведет к нарушению нормального процесса доения.

При промывке молокопровода доильные аппараты переносят в молочное отделение, за коллектор подвешивают на кронштейне ванны и подключают к коллекторной трубе. Задвижку переключателя 2 устанавливают в режим промывки (буква «М»), при этом один конец молокопровода соединяется с коллекторной трубой, а другой — с двумя патрубками счетчиков.

Автомат промывки выполняет следующие операции:

- прополаскивание холодной водой аппаратов, молочной линии, оборудова-

ния и слив воды в канализацию;

• заполнение ванны моюще-дезинфицирующим раствором;
• проведение циркуляционной промывки;
• откачивание остатков воды из молокосборника;
• выключение вакуумных и молочного насосов.