УСТАНОВКА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА Российский патент 2003 года по МПК A01J9/04 F25D1/02 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, молочной и пищевой промышленности и предназначено для охлаждения молока на фермах.

Известно устройство для охлаждения молока, содержащее блочный холодильный агрегат, теплоизолированную ванну для молока, мешалку с электроприводом. Ванна установки изготовлена из алюминиевых листов и связана с доильным аппаратом (см. Зеликовский И.А., Каплан Л.Г. Малые холодильные машины и установки. М.: Пищевая промышленность, 1979, с.438-439).

Недостатком этого устройства, как и других фреоновых холодильных установок, являются большие затраты энергии на охлаждение молока, так как отвод тепла от молока происходит через две металлические стенки в молочной ванне и во фреоновом испарителе. Кроме того, фреоны нарушают экологический баланс в природе, разрушают атмосферный озон и подлежат запрету международными соглашениями.

Кроме того, одним из пороков молока является окисленный вкус, который появляется вследствие окисления таких ингредиентов молока, как фосфолипиды и триглицериды, кислородом под каталитическим влиянием следов металлов и света.

В образовании окисленного вкуса большую роль играет кислород воздуха. В нормальных условиях молоко насыщено воздухом и при соответствующих каталитических условиях достаточно незначительного количества кислорода, чтобы появился окисленный вкус.

Эти недостатки устранены при охлаждении молока под вакуумом, например, в установке по патенту RU 2150193 С1, опубл. 10.06.2000, A 01 J 9/04, содержащей вакуумный молокопровод, теплообменник, связанный с ним трубопроводом через универсальный молочный насос, обратный клапан и вентиль, накопительный резервуар. Молочный насос электрически соединен с блоком управления.

Недостатком этой установки, как и всех вакуумных охладителей, являются потери молока и изменение его физических характеристик в результате выпаривания из него воды в процессе "холодного" кипения из-за низкого давления. Кроме того, необходимость повышать прочность вакуумных резервуаров влечет за собой повышение материалоемкости и стоимости установки.

Наиболее близким аналогом является установка для охлаждения молока, содержащая сообщенный вакуумным молокопроводом с доильной машиной теплообменник, сборник молока, накопительный резервуар (авторское свидетельство SU 1787389 А1, опубл. 15.01.1993, A 01 J 9/04).

В этой установке недостаточно высокая эффективность охлаждения, поскольку молоко после доильной машины не отделено от паровоздушной смеси, что снижает коэффициент теплоотдачи.

Кроме того, ни в этой, ни в какой-либо другой из известных установок, не решается вопрос о восстановлении ароматических качеств продукта. Как известно, нормальный запах и вкус молока легко меняется. Одной из причин этого может быть попадание посторонних веществ с ярко выраженными ароматическими свойствами вследствие прямого контакта с запахом корма или воздухом помещения для скота. Это обусловлено большой способностью молочного жира адсорбировать различные летучие вещества.

Данное изобретение направлено на устранение этих недостатков при первичной обработке молока, в частности при его охлаждении.

Технический результат изобретения заключается в сохранении качества молока и упрощении технологии охлаждения.

Для достижения этого технического результата установка для охлаждения молока, содержащая сообщенный вакуумным молокопроводом с доильной машиной теплообменник и накопительный резервуар, сепаратор воздушно-молочной смеси, установленный на молокопроводе перед теплообменником, сборник молока, сообщенный через универсальный молочный насос с накопительным резервуаром, отличается тем, что теплообменник выполнен в виде камеры, стенки которой имеют расположенные один под другим ряды кольцевых выступов, имеющих в продольном сечении форму треугольника, верхняя сторона которых расположены с наклоном к центру, и между вершинами каждого ряда образован зазор, а вдоль центральной оси камеры установлен приводной вал с укрепленными на нем по высоте дисками, размещенными между выступами, причем диаметр дисков превышает величину зазора между выступами для перелива молока с верхней стороны каждого выступа на нижерасположенный диск, при этом в выступах выполнены каналы для прохода хладоносителя, сообщенные с источником холода.

Изобретение поясняется чертежом.

На чертеже представлена схема установки.

Установка для охлаждения молока содержит сообщенные вакуумным молокопроводом 1 с доильной машиной 2 последовательно установленные сепаратор 3 воздушно-молочной смеси, теплообменник 4, накопительный резервуар 5. Теплообменник 4 выполнен в виде камеры, стенки которой имеют расположенные один над другим ряды кольцевых выступов 6, имеющих в продольном сечении форму треугольника. Верхняя сторона выступов 6 расположена с наклоном к центру. Между вершинами каждого ряда образован зазор 7, в котором вдоль центральной оси камеры установлен приводной вал 8, сообщенный через редуктор с двигателем 9. На валу 8 по высоте укреплены диски 10, размещенные между кольцевыми выступами 6. Диаметр дисков 10 превышает величину зазора 7 между выступами 6 для перелива молока с верхней стороны каждого выступа 6 на нижерасположенный диск 10. В выступах 6 выполнены каналы 11 для прохода хладоносителя от источника 12 холода искусственного или, предпочтительно, естественного, например, саккумулированного в грунте. Под нижним диском 10 в камере теплообменника 4 образован сборник 13 охлажденного молока, сообщенный молокопроводом 14 с накопительным резервуаром 5. На молокопроводе 14 установлены универсальный молочный насос 15, обратный клапан 16 и вентиль 17. В сборнике 13 молока установлены датчики 18 уровня (герконы), электрически соединенные через блок 19 с универсальным молочным насосом 15. К сепаратору 3 подсоединен трубопровод 20 с вакуумным насосом 21 и регулятором 22 разрежения.

Свежевыдоенное молоко сохраняет бактерицидные свойства в течение 2-3 ч. При температуре 10^oС молоко может храниться от 12 до 24 ч. Поэтому после дойки его следует охладить в возможно более короткий срок.

Установка работает следующим образом.

Вакуумный насос 21 создает разрежение в доильной машине 2 и обеспечивает процесс доения. Магистральный вакуум доильных машин 2 устанавливают 350-380 мм рт. ст. По вакуумному молокопроводу 1 под этим давлением воздушно-молочная смесь после доения подается в сепаратор 3, откуда воздух по трубопроводу 20 с включенным в него регулятором 22 разрежения отсасывается вакуумным насосом 21 и выбрасывается в атмосферу. Отсепарированное молоко сплошным потоком, без пульсаций, поступает в теплообменник 4. Через горловину камеры и установленный в ней распределитель (на чертеже не показан) молоко стекает на верхний диск 10, установленный на приводном валу 8, стекает по нему тонкой пленкой и перетекает на верхнюю сторону расположенного под ним охлаждаемого выступа 6. Поскольку диаметр дисков 10 превышает величину зазора 7 между выступами 6, молоко перетекает по высоте камеры с дисков 10 на выступы 6 тонкой пленкой, охлаждаясь и избавляясь от запахов. Охлажденное молоко собирается в сборнике 13. Таким образом, охлаждение молока осуществляется за счет интенсивной теплоотдачи через стенку хладоносителю, а также за счет теплообмена с холодным воздухом, находящимся в свободном пространстве камеры.

Охлаждение хладоносителя в холодный период года целесообразно осуществлять естественным холодом атмосферного воздуха или грунта.

Когда уровень молока в сборнике 13 достигнет верхнего датчика 18 уровня, включается универсальный молочный насос 15, связанный с блоком 19 управления. Под действием развиваемого насосом 15 давления охлажденное молоко через обратный клапан 16 и вентиль 17 перекачивается в нижнюю часть накопительного теплоизолированного резервуара, где хранится, по крайней мере, до окончания процесса доения или до подачи его потребителю.

Температура молока в период охлаждения и непродолжительного хранения не должна превышать 9-10^oС.

Данная установка при простой технологии охлаждения обеспечивает сохранение качества молока. Прежде всего, оно не приобретает окисленный вкус, поскольку охлаждение его происходит при пониженном давлении. Но в то же время практически не происходит выпаривание из него воды, так как давление это незначительно ниже атмосферного (350-380 мм рт. ст.) и равно давлению в доильной машине. Также в этой установке в значительной мере устраняются приобретенные молоком при доении несвойственные ему запахи благодаря прохождению его через теплообменник с развитой открытой поверхностью в виде тонкой пленки и контакта с окружающей средой под незначительным пониженным давлением. Кроме того, не изменяются некоторые другие свойства молока, поскольку при охлаждении отсутствуют турбулентные течения с возможным подсосом воздуха.

Изобретение предназначено для охлаждения молока предпочтительно на фермах. Установка содержит последовательно установленные и сообщенные вакуумным молокопроводом с холодильной машиной сепаратор воздушно-молочной смеси, теплообменник, накопительный резервуар. Теплообменник имеет развитую поверхность теплообмена за счет выполнения стен в виде рядов кольцевых выступов и размещенных в зазоре между ними дисков, укрепленных на приводном валу. В выступах выполнены каналы для прохода хладоносителя, сообщенные с источником холода. Под нижним диском образован сборник молока, сообщенный с накопительным резервуаром. Изобретение обеспечивает сохранение качества молока за счет предотвращения приобретения им окисленного вкуса, выпаривания из него воды, устранения возможно приобретенных при доении запахов. 1 ил.

Установка для охлаждения молока, содержащая сообщенные вакуумным молокопроводом с доильной машиной последовательно установленные сепаратор воздушно-молочной смеси, теплообменник, накопительный резервуар, отличающаяся тем, что теплообменник выполнен в виде камеры, стенки которой имеют расположенные один под другим ряды кольцевых выступов, имеющих в продольном сечении форму треугольника, верхняя сторона которых расположена с наклоном к центру, и между вершинами каждого ряда образован зазор, в котором вдоль центральной оси камеры установлен приводной вал с укрепленными на нем по высоте дисками, размещенными между выступами, причем диаметр дисков превышает величину зазора между выступами для перелива молока с верхней стороны каждого выступа на нижерасположенный диск, при этом в выступах выполнены каналы для прохода хладоносителя, сообщенные с источником холода, а под нижним диском образован сборник молока, сообщенный с накопительным резервуаром через универсальный молочный насос.