УСТАНОВКА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА ЕСТЕСТВЕННЫМ ХОЛОДОМ Российский патент 2003 года по МПК A01J9/04 F25D1/00 F25D3/00 

Изобретение относится к устройствам для охлаждения молока и других жидких продуктов и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, в фермерских и крестьянских хозяйствах, в том числе при лагерном содержании крупного рогатого скота.

Известна установка для охлаждения молока естественным холодом, содержащая воздушный и грунтовый охладители хладоносителя в виде емкостей, сообщенные с ними трубопроводы с запорными элементами, рабочие участки которых подведены к теплообменнику для молока; имеется байпасная линия (авторское свидетельство СССР 1617274, A 01 J 9/04, опубликовано 30.12.90). Эта установка имеет также холодильную машину, обеспечивающую зарядку дополнительного аккумулятора (грунтового охладителя).

Эта установка принята в качестве ближайшего аналога. К недостаткам ее можно отнести то, что производится охлаждение молока в теплообменнике, являющемся по существу накопительным резервуаром, размещенным, например, на предприятии, где молоко должно храниться в охлажденном состоянии.

Между тем существует необходимость в первичном охлаждении молока. Свежевыдоенное молоко обладает бактерицидными свойствами, которые сохраняются не более 2-3 ч. По истечении этого времени начинает увеличиваться количество микроорганизмов и нарастать кислотность.

Молоко, своевременно охлажденное до 10^oС, может храниться без изменения кислотности 12-24 ч в зависимости от первоначального обсеменения. Но такое охлаждение следует проводить в течение бактерицидного периода, то есть не позднее 2-3 ч после дойки, пока в молоке сохраняются бактерицидные свойства.

В связи с этим целесообразно после дойки молока и сбора в приемном баке осуществлять предварительное охлаждение молока непосредственно в трубопроводе.

Изобретение направлено на сохранение свойств молока и сокращение энергозатрат посредством его предварительного охлаждения за счет более полного использования естественного холода.

Для достижения этого технического результата установка для охлаждения молока, содержащая воздушный и грунтовый охладители хладоносителя в виде емкостей, сообщенные с ними трубопроводы с запорными элементами, рабочие участки которых установлены с обеспечением теплового контакта с трубопроводом подачи молока из приемного бака в накопительный резервуар, байпасную линию, отличается тем, что емкость грунтового охладителя разделена вертикальными перегородками на три полости, средняя из которых заполнена теплоемким материалом, причем подводящий и отводящий концы трубопровода, связанного с грунтовым охладителем, размещены в одной крайней полости, а сообщенный с воздушным охладителем трубопровод имеет участок в виде петли, размещенный во второй крайней полости емкости, при этом один конец петлеобразного участка подсоединен к выходной зоне рабочего участка этого трубопровода, а другой конец - к подводящему концу трубопровода, сообщенного с емкостью воздушного охладителя, а байпасная линия расположена между участком трубопровода после емкости воздушного охладителя и участком трубопровода между емкостями воздушного и грунтового охладителей. Концы петлеобразного участка перед и после емкости грунтового охладителя могут быть соединены дополнительной байпасной линией.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображена установка для охлаждения молока естественным холодом, на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1.

Установка для охлаждения молока содержит воздушный и грунтовый охладители хладоносителя. Воздушный охладитель включает емкость 1, расположенную вне помещения, с размещенным около нее побудителем 2 воздушного потока. Грунтовый охладитель содержит емкость 3, разделенную вертикальными перегородками 4 на три полости 5, 6, 7. Средняя полость 6 заполнена теплоемким материалом, например асфальтобетоном, с введенными в него металлическими стружками.

С емкостью 1 сообщен трубопровод 8 с установленными на нем насосом 9 и запорным элементом - вентилем 10. С емкостью 3 сообщен трубопровод 11, причем подводящий и отводящий концы этого трубопровода 11 размещены в крайней полости 5 емкости 3. Рабочие участки 12, 13 соответственно трубопроводов 8 и 11 установлены с обеспечением теплового контакта с трубопроводом 14 подачи молока из приемного бака 15 в накопительный резервуар 16. На трубопроводе 11 также установлены насос 9 и запорный элемент - вентиль 10. Рабочие участки 12, 13 трубопроводов для хладоносителя могут быть выполнены, например, в виде трубопроводов большего диаметра, в которые введен змеевиковый трубопровод 14 подачи молока. Рабочие участки 12, 13 могут быть выполнены, например, спиралеобразными. Между витками спирали в контакте с ними могут быть расположены витки змеевикового трубопровода 11 подачи молока.

Сообщенный с воздушным охладителем трубопровод 8 имеет участок 17 в виде петли, он размещен во второй крайней полости 7 емкости 3. Один конец этого петлеобразного участка 17 подсоединен к выходной зоне рабочего участка 12 трубопровода 8, а другой конец петлеобразного участка 17 подсоединен к подводящему концу трубопровода 8, сообщенного с емкостью 1 воздушного охладителя.

Установка имеет байпасные линии 18, 19. Одна из них (линия 18) расположена между участком трубопровода 8 после емкости 1 воздушного охладителя и участком трубопровода 8 между емкостями 1, 3. На этой линии 18 установлен запорный вентиль 20. Дополнительная байпасная линия 19 с вентилем 21 соединяет концы петлеобразного участка 17. На этом участке после подсоединения байпасной линии 19 установлен вентиль 22, а после емкости 3 - насос 23.

Использование установки целесообразно в районах с длительными периодами низких среднесуточных температур.

Установка работает следующим образом.

Теплое молоко после дойки собирают в приемном баке 15 и по трубопроводу 14 пропускают в накопительный резервуар 16. Охлаждение проходящего по трубопроводу 14 молока осуществляется по всей его длине в два этапа.

На первом этапе производится охлаждение молока при тепловом контакте его на рабочем участке 12 с хладоносителем, температура которого понижена в емкости 1 за счет обдува ее холодным атмосферным воздухом. После прохождения по рабочему участку 12 отепленный хладоноситель поступает по петлеобразному участку 17 в полость 7 расположенной в грунте емкости 3. Здесь его температура понижается за счет саккумулированного в грунте холода. Из нижней части полости 7 производится забор охлажденного хладоносителя, подача его по трубопроводу 8 через вентиль 10 в емкость 1, где осуществляется дополнительное охлаждение хладоносителя. Циркуляция хладоносителя по контуру продолжается во время всего периода подачи молока по трубопроводу 14. При этом вентили 20, 21 закрыты, а вентили 10, 22 открыты.

Такое охлаждение хладоносителя воздухом и холодом грунта позволяет достигнуть максимального понижения его температуры и, следовательно, способствует наиболее значительному охлаждению молока сразу на первом этапе. Однако при низких температурах атмосферы, когда возможно обеспечить достаточное понижение температуры хладоносителя за счет воздействия холодного воздуха через стенки емкости 1, можно использовать на первом этапе охлаждения молока только этот источник естественного холода. При этом закрывают вентили 20, 22, открывают вентили 10 и 21, и движение хладоносителя происходит по контуру: емкость 1, насос 9, рабочий участок 12, где осуществляется первый этап охлаждения молока, байпасная линия 19 с вентилем 21, вентиль 10, емкость 1.

Возможно также для охлаждения хладоносителя использование только грунтового охладителя, например при повышении температуры атмосферного воздуха, если достаточно холода, саккумулированного в грунте. В этом случае закрывают вентили 10 и 21, открывают вентиль 20, подключая байпасную линию 18, и вентиль 22. Циркуляция хладоносителя осуществляется по контуру: охлаждение хладоносителя в полости 7 емкости 3, насос 23, вентиль 20, рабочий участок 12 трубопровода 8, где производится первый этап охлаждения молока, далее подача отепленного хладоносителя через вентиль 22 в полость 7 емкости 3 для его захолаживания.

Доохлаждение молока до 10^oС производится на втором этапе. Хладоноситель охлаждается в полости 5 емкости 3 за счет саккумулированного в грунте холода и подается насосом 9 по трубопроводу 11, проходит рабочий участок 13, охлаждает молоко за счет контактного теплообмена через стенку трубопровода 14 подачи молока. Отепленный хладоноситель возвращается по трубопроводу 11 в полость 5 емкости 3.

Охлажденное до 10^oС молоко поступает в накопительный резервуар 16. Охлаждение хладоносителя из двух контуров в одной емкости 3, но в разных ее полостях, обеспечивает снижение металлоемкости по сравнению с возможностью снабжения каждого контура своей емкостью. Разделение емкости 3 двумя вертикальными перегородками позволяет не только сформировать две крайние полости 5, 7 для каждого контура, но и создать в средней полости 6 дополнительный аккумулятор холода за счет заполнения ее теплоемким материалом и образовать дополнительную поверхность охлаждения, так как перегородка 4 является одной из стенок, ограничивающих каждую полость. Через перегородку 4 происходит теплообмен между хладоносителем и холодом, саккумулированным теплоемким материалом в период, когда нет необходимости охлаждать молоко.

Изобретение обеспечивает сохранение свойств молока с максимально возможным использованием естественного холода.

Изобретение предназначено для использования в сельскохозяйственном производстве, в фермерских и крестьянских хозяйствах, в том числе при лагерном содержании крупного рогатого скота. Установка содержит воздушный и грунтовый охладители хладоносителя. Молоко по трубопроводу подается из приемного бака в накопительный резервуар. По всей длине молочный трубопровод имеет тепловой контакт с рабочими участками двух трубопроводов для хладоносителя. Один из них связан с воздушным, другой - с грунтовым охладителем. Концы последнего трубопровода размещены в одной крайней полости, установленной в грунте емкости. Средняя полость этой емкости заполнена теплоемким материалом. А в третьей полости размещен петлеобразный участок трубопровода, связанный с воздушным охладителем. Изобретение обеспечивает сохранение свойств молока и сокращение энергозатрат за счет более полного использования естественного холода. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для охлаждения молока естественным холодом, содержащая воздушный и грунтовый охладители хладоносителя, включающие емкости, сообщенные с ними трубопроводы с запорными элементами, рабочие участки которых установлены с обеспечением теплового контакта с трубопроводом подачи молока из приемного бака в накопительный резервуар, отличающаяся тем, что емкость грунтового охладителя разделена вертикальными перегородками на три полости, средняя из которых заполнена теплоемким материалом, причем подводящий и отводящий концы трубопровода, связанного с грунтовым охладителем, размещены в одной крайней полости, а сообщенный с воздушным охладителем трубопровод имеет петлеобразный участок, размещенный во второй крайней полости емкости, при этом один конец петлеобразного участка подсоединен к выходной зоне рабочего участка этого трубопровода, а другой конец - к подводящему концу трубопровода, сообщенного с емкостью воздушного охладителя, при этом между участком трубопровода после емкости воздушного охладителя и участком трубопровода между емкостями воздушного и грунтового охладителя расположена байпасная линия. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что концы петлеобразного участка перед и после емкости грунтового охладителя соединены дополнительной байпасной линией.