CC BY
17
УДК 637.1.02+621.311
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СИСТЕМАХ
ПРОМЫВКИ МОЛОКОПРОВОДОВ ДОИЛЬНЫХ УСТАНОВОК
В.В.Кирсанов, В.Ю.Матвеев
Рассмотрены новые инновационные энергосберегающие технологии промывки молокопроводов за счет использования новых устройств, обеспечивающих не только линейное, но и вращательное движение чистящих элементов. Ключевые слова: молокопровод, моющие средства, устройство промывки, технологии, энергосбережение, эффективность.
Важнейшим фактором процесса мойки является гидродинамический фактор воздействия потока жидкости на частицы грязевых отложений молокопро-вода доильных установок. Существующие схемы циркуляционной промывки молокопроводов позволяют интенсифицировать движение жидкости за счет порционного впуска воздуха в систему с целью ускоренного движения газожидкостной пробки моющего раствора.
Следующим фактором интенсификации является стабилизация температурного режима мойки за счет подогрева моющего раствора. Такие системы имеют современные автоматы промывки, разработанные ведущими фирмами -производителями доильного оборудования. Однако, это требует значительных дополнительных затрат энергии на подогрев жидкости, температура которой снижается до 35...40°С в процессе циркуляции по молокопроводу доильной установки, особенно при промывки длинных стойловых молокопроводов, когда протяженность обеих линий составляет более 300 м (в комплектации на 200 голов).
Так, автомат промывки «Турбостар» фирмы «Westfalia Surge» оснащен комплектом ТЭНов, мощностью 24 кВт, что в 2,5 раза превышает мощность вакуумных установок, используемых на установках типа «молокопровод - 200». К тому же следует отметить значительный расход воды и моющих средств, используемых для промывки оборудования. Рекомендуемые вместимости большинства автоматов промывки составляет 150.200 литров, что предполагает при 3-х фазном цикле последоильной промывки (ополаскивание - мойка - ополаскивание), как минимум расходовать 500-600 л воды за цикл промывки, не считая преддоильного ополаскивания холодной водой. Весьма значителен и расход моющих средств, который исчисляется сотнями килограммов. Несмотря на тщательное ополаскивание, в труднодоступных участках остается незначительное количество моющего раствора, попадающего впоследствии в молоко. Особенно опасно попадание дезинфицирующих моющих средств на основе активного хлора, который, как известно, вызывает онкологические заболевания.
Исходя из выше изложенного, необходимо разработать новые инновационные энергосберегающие и экологически безопасные технологии очистки и дезинфекции доильных установок на основе комплексного воздействия гидромеханических и других факторов, например, озонирования или ультрафиолетовой обработки уже очищенных поверхностей.
Рассмотрим подробнее интенсификацию гидромеханического фактора очистки. Одним из перспективных методов интенсификации является разработка устройства с вращающимися рабочими органами.
Некоторые исследователи предлагали в качестве интенсификатора потока создавать винтовое движение жидкости за счет установки в трубопровод специальных завихрителей. Однако, данный эффект оказался малозначительным и действовал лишь на начальном участке движения жидкости, переходя в последствии в обычный режим.
Чистящий эффект поролоновых пыжей не раз подчеркивался исследователями и машиноиспытателями при госиспытаниях доильных установок. Однако, пыж в основном выполняет функцию удаления остатков продукта и моющих средств из молокопровода.
Поэтому нами была поставлена задача разработать устройство с вращающимся «пыжом» или другим чистящим устройством, которое совершало бы как поступательное, так и вращательное движения, создавая эффект «щетки», одной из самых эффективных очистителей различных поверхностей. При этом возможны различные варианты привода очистителя: электрический, гидравлический и пневматический. Наиболее естественным является пневматический привод от движущегося потока воздуха, под действием разряжения создаваемого в молокопроводе. Нами было разработано устройство для очистки молоко-проводов доильных установок.
Известно, что для очистки молокопроводов от жировых и белковых отложений используются различные технологии промывки.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению являются упругие пробки. Сущность работы упругих пробок состоит в том, что она движется по молокопроводу, убирая молочно-белковые загрязнения за 5-6 проходов. [4]
Недостатком прототипа является то, что они во время движения имеют преимущественно линейное движение и относительно быстро изнашиваются.
Повышение эффективности очистки достигается тем, что предлагаемое устройство совершает одновременно вращательное и поступательное движения, за счет чего чистящее устройство более тщательно убирает белково-молочные отложения.
Решение поставленной задачи становится возможной потому, что устройство имеет приводной элемент (1), который при помощи соединительного звена (2) приводит во вращательное движение чистящие элементы (3) (рис. 1).
Устройство для очистки молокопровода работает следующим образом:
Лоигпа! оГ VNIIMZH №1(1)-2011
57
воздушный поток воздействует на приводной элемент (1), приводя его во вращательное движение, он в свою очередь через соединительное звено (2) передает это вращательное движение чистящим элементам (3). Одновременно за счет лобового сопротивления пыжа и вентилятора под действием воздушного потока возникает осевая сила, перемещающая устройство вдоль молокопровода.
У У X
Рис. 1. Расчетная схема устройства очистки молокопровода: 1 - приводной элемент; 2 - соединительное звено; 3 - устройство очистки
Теоретически данное устройство может быть рассчитано на основе теории осевых вентиляторов и винтовых двигателей, создающих воздушный поток вращающимся винтом. В рассматриваемом нами случае решается обратная задача, когда приводной элемент, воспринимая воздушный поток, заставляет вращаться чистящее устройство (пыж), имеющее внутренние каналы для отвода воздуха. В этом случае расход моющего раствора нужен только для «смазывающего» эффекта, которое будет вращаться вместе с пыжом, совершая винтовое движение и эффективно очищая внутреннюю поверхность молокопровода.
Воздушный поток «О», воздействует на приводной элемент (1), выполненный в виде лопастного вентилятора создает вращательный момент «Мвр», который через соединительное звено (2), приводит во вращательное движение устройство очистки - пыж, в котором выполнены внутренние каналы для прохода воздушного потока. Очевидно, что справа от устройства в трубопроводе действует вакуумметрическое давление Рвак, а слева устройство конца трубопровода будет атмосферное давление Ратм. Скорость воздушного потока, поступающего на приводной элемент, будет пропорциональна разности давлений (Ратм - Рвак). Условное вращение потока запишется следующим образом:
Мвр > Мс
где Мвр, Мс - соответственно вращательный момент, создаваемый приводным элементом и момент сопротивления потока.
Таким образом, устройство для промывки молокопроводов доильных установок состоит из приводного элемента, соединительного звена и чистящего элементов. Устройство функционально отличается тем, что имеет приводной элемент, который обеспечивает не только линейное, но и вращательное движение чистящих элементов, которые позволяют очищать молокопровод от загрязнений за один проход, что помогает снизить расход моющих средств и воды.
Литература:
1. Доронин, Б.А. Исследование режимов очистки доильно-молочного оборудования и совершенствование технических средств для её выполнения и контроля: Дис. канд. техн. наук. -Ставрополь, 1982.- 184 с.
2. Харьков, С.В. Обоснование режима промывки доильных установок унифицированного ряда и разработка технических средств для его реализации: Дис. канд. техн. наук. - Ростов на Дону, 1983. - 143с.
3. Дегтерев, Г.П. Качество молока в зависиости от санитарного состояния доильного оборудования / Г.П. Дегтерев // Молочная промышленность. - 2000. - № 5. - С. 23-26.
4. Жмырко, А.М. Обоснование параметров и режимов работы системы мойки молокопровода доильных установок для доения коров в стойлах: Дис. канд. техн. наук. - Зерноград, 2005. -159с.
Кирсанов Владимир Вячеславович, доктор технических наук, ученый секретарь отделения
механизации, электрификации и автоматизации Россельхозакадемии
Тел. (499)1247931
E-mail: [email protected]
Матвеев Владимир Юрьевич, аспирант
Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина Тел. 8(499) 9772365 E-mail: [email protected]
A new innovative energy saving technologies of flushing the milk through the use of new devices, provide not only linear, and rotational motion of cleaning elements. Keywords: the milk, detergents, washing device, technology, energy conservation, efficiency.
УДК 361.371.621.311:636.51
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ РЕЦИРКУЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА МИКРОКЛИМАТА ФЕРМ С ОБЕЗЗАРАЖИВАТЕЛЕМ ВОЗДУХА
М.С. Соловьев, Г.Н. Самарин
В статье изложены актуальность и теоретические предпосылки для разработки и использования систем кондиционирования воздуха в животноводческих и птицеводческих помещениях с обеззараживанием воздуха УФ излучением.
Ключевые слова: энергосбережение, микроклимат, кондиционирование, обеззараживание воздуха, ферма.
Journal of VNIIMZH №1(1)-2011
59
