ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ УСТРОЙСТВА ПРОМЫВКИ МОЛОКОПРОВОДА Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

УДК 631.3:636 DOI 10.51794/27132064-2021-4-23

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ УСТРОЙСТВА ПРОМЫВКИ МОЛОКОПРОВОДА

М.С. Соловьев, преподаватель О.А. Герасимова, доктор технических наук, доцент ФГБОУ ВО Великолукская ГСХА E-mail: Olga-Gerasimova311@rambler.ru

Аннотация. Получение качественного молока возможно исключительно при выполнении первичной обработки и соблюдении санитарно-гигиенических требований, а также соблюдении правил личной гигиены персонала на всех этапах движения сырья. К основным задачам первичной обработки молока можно отнести его очистку от механических примесей и охлаждение, а при подготовке к употреблению в пищу -очистку от патогенной микрофлоры. Задача усложняется тем, что по пути движения молока происходит его бактериальное обсеменение, требующее разработки и использования эффективных средств удаления загрязнений, в особенности - в трудных местах, какими являются молокопроводы. Снижение расхода воды и моющих средств можно достигнуть выполнением промывки молочного оборудования с применением устройств механической очистки. Упругие пробки, которые применяются в настоящее время, обладают рядом недостатков: для удаления белково-жировых отложений со стенок необходимо 5-6 проходов; быстрый износ материала пробки; возможность застревания в молокопроводе. Разрабатываемое устройство для промывки молокопроводов имеет поверхности для механической очистки, а также форсунки для мойки под давлением и создания вращательного движения устройства очистки, что повышает его эффективность. Применение данного устройства позволит снизить отложение молочного камня на внутренней поверхности молокопровода, тем самым сокращая затраты на мойку, а также исключая повреждение молочного фильтра.

Ключевые слова: молоко, трубопровод, промывка, технология, первичная обработка, давление.

Введение. Молоко, являясь комфортной средой для размножения бактерий, проверяется на качество путем определения количества тех самых бактерий в единице объема. Важно как можно скорее остановить рост бактерий. С этой целью осуществляют такие мероприятия, как охлаждение молока и проведение качественной мойки и дезинфекции доильного, а также молочного оборудования. В случае неудовлетворительной промывки и плохого санитарного состояния доильного оборудования охлаждение молока не позволит сократить содержание патогенной флоры до приемлемых значений.

Поддержание молочного оборудования в чистом состоянии после каждого цикла доения осуществляется промывкой частей мо-локопровода с применением дезинфицирующих средств. Главная сложность промывки - в удалении молочного камня, который представляет собой смесь жира, белка, минеральных веществ. Он образуется в виде на-

лета белого цвета на внутренних поверхностях молочного оборудования.

Цель и методы исследования. Эффективность применяемых для промывки методов зависит от интенсивности и вида движения моющего раствора, а также от его качества, концентрации и температуры. Классификация способов промывки молочного оборудования проводится по степени их автоматизации, по способу подготовки оборудования к очистке и подаче моющего раствора в систему промывки. Ручная санитарная обработка проводится при периодическом уходе за доильными установками и при очистке аппаратов, к которым экономически нецелесообразно применять механизированные средства очистки. Полуавтоматическая промывка используется для обработки переносных доильных установок. Процесс очистки заключается в просасывании под действием вакуума моющего раствора. Автоматическая промывка применяется для очистки пере-

носных доильных аппаратов и установок с доением в молокопровод. Обработка выполняется посредством комплекса устройств, позволяющих выполнить циркуляцию моющих и дезинфицирующих средств в течение установленного времени.

Доильные установки можно классифицировать по месту расположения, они могут быть стационарными или передвижными. Отличительными признаками их являются степень унификации, виды очистки и выполняемых операций. Санитарная обработка молочного оборудования может проводиться без разборки, а также с частичной или полной разборкой. По кратности применения средств мойки и дезинфекции выделяют проточные и циркуляционные системы промывки. В сравнении циркуляционные системы выигрывают по затратам воды, электроэнергии и моющих средств. В них щелочным раствором удаляется белково-жировая пленка. Кислотные растворы позволяют устранять молочный камень. Процесс ополаскивания позволяет удалить остатки молока и средств промывки.

Результаты исследования. Рассматривая процесс очистки молокопровода и молочного оборудования, можно выделить следующие факторы процесса мойки: гидромеханический фактор, температурный диапазон, применение пыжей-очистителей для удаления остатков молока и моющего раствора. Повышение качества промывки достигается применением упругих пробок, движение которых осуществляется за счет перепада давления в молокопроводе. Основными недостатками являются быстрый износ и низкая эффективность очистки, поскольку для приемлемой очистки необходимо выполнить 5-6 проходов.

Перспективным методом очистки является применение устройства с вращающимися рабочими органами, предложенная В .В. Кирсановым и В.Ю. Матвеевым [2]. Устройство представляет собой пыж с продольными каналами и приводной элемент в виде винта, который создает крутящий момент при про-

хождении через него воздушного потока (рис. 1).

Рис. 1. Схема устройства очистки молокопровода: 1 - приводной элемент; 2 - соединительное звено;

3 - устройство очистки

Таким образом, помимо поступательного движения устройство осуществляет еще и вращательное, повышая тем самым качество очистки внутренней поверхности молоко-провода с одновременным уменьшением расхода моющих средств. Недостатком этой конструкции является то, что сила, приводящая в движение устройство, ограничена разностью давлений перед пыжом и за ним. Если силы адгезии загрязнений на поверхности молокопровода окажутся слишком велики, то устройство очистки застрянет.

Для эффективной работы устройства очистки с активным рабочим органом и развития данной технологии В.В. Кирсанов предлагает создание двухконтурной технологической системы промывки [3, 4]. Первый контур состоит из автомата промывки, стенда доильных аппаратов, молокоприемника и молочного насоса. Моющая жидкость, циркулирующая по этому контуру, интенсивно промывает доильное оборудование, снижаются расход теплоты и моющих средств.

Применение двухконтурной системы совместно с устройством механической очистки молокопровода позволяет уменьшить время промывки, снизить затраты моющих средств и воды на 50%, а энергии на 25-30%. Такое техническое решение позволяет снизить общие затраты на получение молока и в то же время повысить его качество. На кафедре «Механизация животноводства и применение электрической энергии» разработано

устройство для внутренней промывки моло-копровода, приведенное на рисунке 2.

Устройство предназначено для очистки внутренней поверхности молокопровода 1 контактной очисткой. Аппарат очистки имеет передний 2 и задний 3 пояса с отверстиями, корпус 5, цилиндр запирающий 10, пружину 6, деталь запорную 4, стопорное кольцо 11, шток запорный 9, гайку крепления 12, прокладку 13, вставку-уплотнитель 7, стопорное кольцо 14.

совмещаются, отверстия заднего пояса 3 при отходе от запорного штока 9 открываются и вакуумируют пространство молокопровода после устройства, что приводит его движение в противоположную сторону, обеспечивая дополнительную очистку внутренней поверхности молокопровода. С учетом необходимости промывки труб разных диаметров плотность обеспечивается сменными упругими вставками 7.

Для экспериментальных исследований процесса очистки внутренней поверхности

Рис. 2. Устройство очистки молокопровода

Устройство работает следующим образом. При вакууме, создаваемом вакуум-насосом, запорная деталь 4 перемещается внутри корпуса вправо с помощью пружины сжатия 6. Корпус 5 включает сменную упругую ребристую вставку-уплотнитель 7. Благодаря вакууму в камере 8 и пружине сжатия 6 внутренние элементы конструкции перемещают запорную деталь 4 к запорному штоку 9, запирая отверстия в правой части устройства в заднем поясе 3 и открывая отверстие в левой части устройства с передним поясом 2 и корпусом 5.

Молокопровод находится под действием вакуума, обеспечивающего движение устройства к воздухоразделителю. Подходя к конечной точке в виде поворота молокопро-вода внутрь молокоприемника, устройство резко затормаживается, в результате чего элементы конструкции 4 и 10 перемещаются по инерции влево вместе с цилиндром 10. Отверстия переднего корпуса 5 цилиндра 10

молокопровода от загрязнений в лабораторных условиях на фрагменте доильной установки УДМ -200 построена лабораторная установка, оборудованная серийной системой мойки. Фрагмент доильной установки оснащен молокопроводом из нержавеющей стали диаметром 52 мм, с тремя съемными фрагментами-вставками по 300 мм и прозрачной частью. Также установка оснащена вакуум-проводом, моечной ванной, водонагревателем ВЭТ-200, вакуум-баллоном, вакуум-регулятором, манометром. Величина вакуума в системе ус-танавливается вакуум-регулятором в диапазоне от 10 до 55 кПа, контроль глубины вакуума осуществлялся по показателям вакуумметра. Абсолютная погрешность прибора ± 0,5 кПа.

Выводы. Повышение качества получаемого молока тесно связано с совершенствованием средств промывки молокопроводов и молочного оборудования. Снижения расхода воды и моющих средств можно достигнуть выполнением промывки молочного оборудования с применением устройств механической очистки.

Упругие пробки, которые применяются в настоящее время, обладают рядом недостатков:

- для удаления белково-жировых отложений со стенок необходимо 5-6 проходов;

- быстрый износ материала пробки;

- возможность застревания в молокопро-воде.

Разрабатываемое устройство для промывки молокопроводов имеет поверхности для механической очистки, а также форсунки для мойки под давлением и создания вращательного движения устройства очистки, что повышает его эффективность. Применение данного устройства позволит снизить отложение молочного камня на внутренней поверхности молокопровода, тем самым снижая затраты на мойку, а также исключая повреждение молочного фильтра.

Литература:

1. Герасимова О.А. Первичная обработка молока на пастбищных комплексах // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. 2015. № 3. С. 100-105.

2. Кирсанов В.В., Матвеев В.Ю. Обоснование параметров гидромеханического устройства промывки мо-локопровода // Вестник Нижегородского государственного инженерно-экономического университета. 2011. № 2(3). С. 101-112.

3. Кирсанов В.В., Матвеев В.Ю. Энергоэффективная очистка молочных линий // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. 2016. № 2. С. 102-104.

4. Кирсанов В., Матвеев В. Теоретические основы промывки молокопроводов доильных установок // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2012. № 6. С. 48-49.

Literatura:

1. Gerasimova O.A. Pervichnaya obrabotka moloka na pastbishchnyh kompleksah // Vestnik Buryatskoj gosudar-stvennoj sel'skohozyajstvennoj akademii im. V.R. Filip-pova. 2015. № 3. C. 100-105.

2. Kirsanov V.V., Matveev V.YU. Obosnovanie paramet-rov gidromehanicheskogo ustrojstva promyvki moloko-provoda // Vestnik Nizhegorodskogo gosudarstvennogo inzhenerno-ekonomicheskogo universiteta. 2011. № 2(3).

5. 101-112.

3. Kirsanov V.V., Matveev V.YU. Energoeffektivnaya ochistka molochnyh linij // Vestnik Buryatskoj gosudar-stvennoj sel'skohozyajstvennoj akademii im. V.R. Filip-pova. 2016. № 2. S. 102-104.

4. Kirsanov V., Matveev V. Teoreticheskie osnovy pro-myvki molokoprovodov doil'nyh ustanovok // Sel'skoho-zyajstvennye mashiny i tekhnologii. 2012. № 6. S. 48-49.

THEORETICAL JUSTIFICATION OF MILK PIPELINE DEVICE FLUSHING

M.S. Soloviev, lecturer

O.A. Gerasimova, doctor of technical sciences, docent FGBOU VO Velikiye Luki GCHA

Abstract. Some high-quality milk obtaining is possible only at primary processing and observing sanitary performing, so and hygienic requirements, as well as the personal hygiene rules at all stages of the raw materials' movement observing. Any primary milk processing main tasks include its purification from mechanical impurities and cooling, and for food preparation-pathogenic microflora purification. The task is complicated by the fact that bacterial contamination occurs along the milk movement path, that requires the its development and contaminants remove effective means using, especially in difficult places, such as milk pipelines. Water consumption and detergent's reducing by dairy equipment washing at mechanical cleaning devices using can be achieved. Elastic plugs, currently are used, have a number of disadvantages: to remove protein-fat deposits from the walls they 5-6 passes are required; rapid wear of the cork material; the possibility of milk pipeline stuck getting. The device had being developed for milk pipelines washing has surfaces for mechanical cleaning, as well as nozzles for pressure washing and rotational movement of the cleaning device creating, increasing its efficiency. This device using will reduce the milk stone deposition on the milk pipeline's inner surface, thereby the washing cost reducing, as well as the milk filter damage eliminating. Keywords: milk, pipeline, flushing, technology, primary treatment, pressure.