CC BY
49
Результаты исследования качества молока при использовании усовершенствованного молочного насоса
Ю.А. Ушаков, к.т.н., Оренбургский ГАУ
Исследованиями установлено изменение дисперсного состава жировой фазы при перекачивании молока насосами. В таблице приведены данные
Рана и Шарпа [1] об изменении распределения жировых частиц по размерным классам после перекачивания молока центробежным насосом.
Видно, что относительное содержание жировых частиц до 9 мкм по всем размерным классам
Распределение жировых частиц по размерным классам
Размер жировых частиц, мкм До перекачивания, % После перекачивания, % Итог
до перекачивания, % после перекачивания, %
0-2 0,57 0,26
2-3 2,90 1,40 39,67 25,31
3-6 36,20 23,65
6-9 43,50 41,86 43,50 41,86
9-14 16,83 21,95
14-17 0 10,88 16,83 32,83
7 В 9 10 11 12 13 %
Рис. 1 - Устройство для заполнения молочного насоса:
1 - всасывающий трубопровод, 2 - молокосборник, 3 - поплавок, 4 - шток, 5, 8 - труба молоковвода, 6 - датчик включения насоса, 7 - вакуум-провод, 9 - трубка Пито, 10 - сливная трубка, 11 - отсекатель, 12 - сильфон, 13 - пульт управления, 14 - заборная трубка, 15 - рабочая камера насоса, 16 - нагнетательный трубопровод, 17 - электродвигатель, 18 - крепление насоса
после перекачивания молока уменьшилось, а частиц более крупных увеличилось. При этом в молоке после перекачивания насосом обнаружены крупные частицы (14—17 мкм), которых не было в исходном молоке. С целью уменьшения механического воздействия на молоко предлагается два технических решения, защищённых патентами.
Устройство для заполнения молочного насоса (рис. 1) предназначено для удаления воздуха, просасывающегося в рабочую камеру насоса во время его остановки и работы [2]. Воздух, попадающий в рабочую камеру насоса 15, перемещается по заборной трубке 14 в сильфон 12, где находится молоко под избыточным давлением, вследствие чего воздух сжимается. Гофра сильфона 12 сжимается, тем самым вытеснение молока в рабочую камеру молочного насоса 15 из сильфона 12 произойдет интенсивнее. В результате рабочая камера молочного насоса 15 заполняется молоком, создавая условия для нормальных последующих запусков насоса, исключается интенсивное взбивание молока.
Лопасть рабочего колеса молочного насоса доильной установки, которая выполнена с формой, обеспечивающей равное воздействие на молоко любой точкой своей поверхности (рис.2), также позволяет уменьшить механическое воздействие конструкции на молоко [3]. Устройство состоит из механизмов для закрепления лопастей и фиксации устройства на валу электродвигателя.
Механизм для закрепления лопастей устройства включает четыре пары ведущих 6 и ведомых 7 дисков с внешними диаметрами 114 мм. Между дисками закрепляются лопасти 12 шириной 20 мм при помощи винтов 10 и гаек 8, оси которых составляют нормаль к ведущему 6 и ведомому 7 дискам и располагаются на дуге окружности диаметром 35 мм. Один из торцов каждой лопатки шириной 20 мм заканчивается втулкой, которая надевается на винт 10, тем самым обеспечивается установка лопасти на любой угол атаки.
Механизм фиксации устройства на валу электродвигателя состоит из хвостовика 16, который фиксируется на валу электродвигателя 1
7 8 9 10 11
о
СЭ
со
Рис. 2 - Схема устройства рабочего колеса молочного насоса доильной установки:
1 - вал электродвигателя, 2 - шпонка, 3 - обойма, 4 - поверочные шайбы, 5 - уплотнительный наконечник, 6, 7 - ведущий и ведомый диски, 8 - гайка, 9 - шайба крепления, 10 - винт, 11 - корпус насоса, 12 - лопасть, 13 - винт крепления, 14 - пружина, 15 - упорный винт, 16 - хвостовик
Диаметр жировых шариков С, мкм
Рис. 3 - Гистограмма распределения жировых шариков молока
шпонкой 2. Для изменения торцевого зазора между ведущим диском устройства и задней стенкой корпуса насоса 11 в механизме крепления предусмотрен набор поверочных шайб 4 диаметром 10 мм и толщиной 0,5 мм.
Для проведения сравнительной оценки влияния оптимальной и базовой конструкций рабочих колес на потери жира нами построена гистограмма (рис. 3) распределения жировых шариков молока по размерным классам.
Первая группа потерь соответствует снижению жира в молоке за счёт его травмирования колесом и, как следствие, налипания на поверхности коммуникаций. Это значение составило Дv = 2,594%. В пересчёте на жирность произошло снижение содержания жира в молоке на 0,0825%.
Вторая группа потерь соответствует снижению жира за счёт разрушения оболочек жировых шариков рабочим колесом и, как следствие, осаждения на внутренних поверхностях коммуникаций после молочного насоса. Это потери при налипании в линии первичной обработки молока (на МТФ) при перекачивании насосом в ёмкость транспортного средства; в ёмкости
транспортного средства в процессе доставки молока на перерабатывающее предприятие; в линии коммуникаций насосных установок перерабатывающих предприятий при перекачивании молока до технологического оборудования. Значение потерь второй группы составило ДQ = 6,29%. В пересчёте на жирность произошло снижение содержания жира в молоке на 0,2%.
Общие потери жира в молоке от применения базовой конструкции рабочего колеса по сравнению с оптимальной конструкцией составили Д = 8,884%. В пересчёте на жирность увеличение содержания жира в молоке в результате внедрения предложенных технических решений составило 0,283%.
Литература
1. Ран О., Шарп П.Ф. Физика молока и молочных продуктов. М.-Л.: Северный печатник, 1931.
2. Пат. 2321774 Российская Федерация, МПК(7) F04D 9/00. Устройство для заполнения молочного насоса / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков, А.В. Колпаков; заявитель и патентообладатель Оренбургский ГАУ. № 2006119888/06; заявл. 06.06.06; опубл. 10.04.08, Бюл. № 10.
3. Пат. 2432885 Российская Федерация, МПК(7) F04D 9/00. Устройство для испытания лопастей рабочих колес центробежного насоса / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков, А.В. Колпаков; заявитель и патентообладатель Оренбургский ГАУ, ОНЦ УрО РАН. № 2006211567/06; заявл. 06.10.06; опубл. 10.07.08, Бюл. № 16.
