Розробили:

Богданов Євген Володимирович, доцент кафедри МВПТ

Рецензенти:

Брагінець М.В., д.т.н., професор, завідувач кафедрою механізації виробничих процесів у тваринництві.

Матийчак Г.А., к.т.н., доцент кафедри механізації виробничих процесів у тваринництві.

Методичні вказівки розглянуті і затверджені на засіданні кафедри механізації виробничих процесів у тваринництві «__» _______ 2009 р. (протокол № __)

Тема: МАШИНИ ТА ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ПРИЙМАННЯ, ЗБЕРІГАННЯ ТА ПЕРЕМІЩЕННЯ МОЛОКА ТА МОЛОЧНИХ ПРОДУКТІВ

1. Мета роботи: вивчити технологічний процес роботи та будову машин та обладнання для приймання, зберігання та переміщення молока та молочних продуктів.

2. Завдання роботи:

2.1. Вивчити технологічний процес роботи, будову та технічну характеристику машин для транспортування молока та молочних продуктів.

2.2. Вивчити технологічний процес роботи, будову та технічну характеристику насосів для перекачування молока та молочних продуктів.

2.3. Вивчити технологічний процес роботи, будову та технічну характеристику обладнання для контролю кількості молока та молочних продуктів.

2.4. Виконати розрахункову частину роботи.

2.5. Підготувати звіт.

3. Обладнання робочого місця:

1. Плакати.

2. Методичні вказівки.

3. Навчальна література.

4. Конспект лекцій.

4. Методика виконання роботи.

4.1. Загальні відомості.

Все молоко, що поступає на переробні підприємства, повинне відповідати вимогам, що пред'являються до якості сировини та державним стандартам на молоко заготовлюване. Воно повинне бути натуральним, не нижче за II сорт, кислотністю не нижче 19˚ Т, та температурою не вище за +8˚С. Молоко як сировина вважається придатною для виготовлення молочних продуктів не раніше ніж через 7 - 8 днів після отелення та не пізніше ніж за 15 - 20 днів до закінчення лактації.

Прийманню підлягає молоко свіже, без забруднень, пороків, отримане від здорових тварин. За органолептичними показниками його колір повинен бути білим або злегка жовтуватим, консистенція однорідна, без осаду та включень, смак та запах молока - чисті, без сторонніх запахів та присмаків.

4.2. Обладнання для транспортування молока і молокопродуктів.

Молоко на підприємства доставляють автомобільними молочними цистернами та флягами.

Фляга - це циліндровий корпус з напівсферичним днищем та горловиною, що герметично закривається кришкою.

Залежно від матеріалу та покриття існує 4 типи фляг:

ФН - фляга з неіржавіючої сталі;

ФЛ - фляга з лудженої сталі;

ФА - фляга з алюмінію;

ФЛЭ - фляга сталева луджена всередині та емальована зовні.

Фляги виготовляють місткістю 25 та 38 літрів. Матеріали з яких виготовляють фляги повинні бути механічно міцні та мати малу питому вагу; вони не повинні вступати в хімічну реакцію з молоком або додавати йому будь який запах, присмак або токсичність. З гігієнічної точки зору кращим матеріалом для фляг є неіржавіюча сталь.

Переваги автоцистерн над флягами:

1) втрати молока при транспортуванні знижуються до 0,1%;

2) краще збереження якості молока;

3) скорочення транспортних витрат на 33 - 35%;

4) скорочення ручної праці в два рази.

Цистерни виготовляють з харчового алюмінію та теплоізолюють міпорою, ДВП або пінопластом.

Маркі автомобільних молочних цистерн:

АЦПТ - 0,9 + п/п ТАПЗ-755А.

АЦПТ - 1,7 + ГАЗ-66.

АЦПТ - 2,1 + ЗИЛ-355М.

АЦПТ - 3,3 + ГАЗ-53А.

АЦПТ - 6,2 + МАЗ-500.

АЦПТ - 12 + МАЗ-504С з п/п.

Теплоізоляція автоцистерни повинна забезпечувати підвищення температури молока не більше ніж на 2°С за 10 годин при різниці температур молока та повітря 24°С.

Для наповнення автоцистерни використовують один з трьох способів:

1) відкачувати повітря з цистерни двигуном автомобіля;

2) насосом, встановленим на місці збору молока;

3) самоплив з резервуару, встановленого вище за автоцистерну.

Злив молока проводять самопливом через нижній кран автоцистерни, при цьому під передні колеса автомобіля підкладають колоди та прочиняють люки.

До обладнання для зберігання молока та рідких молокопродуктів відносять:

1. Ушати - застосовують для збирання, нагріву, пастеризації та охолоджування молока, вершків, сироватки, пахти. Це циліндричні ємності 18 або 36 л з двома ручками та днищем.

2. Приймальні баки:

ОБК - для приймання та нетривалого зберігання молока, вершків та ін. Об’єм 250 - 2000 л.

ОБС - 250 - для приймання вершків жирністю 30 - 40%.

ОБЦ - 250 - для пастеризованих вершків в лініях виробництва масла.

3. Ванна ВЖ - 300 - для приймання та нормалізації високожирних вершків 83 - 85% жирності.

4. Резервуари (2000 - 30000 л.) мають більш потужну теплоізоляцію, ніж автоцистерни, зростання температури не більш 1˚С за 12 годин при різниці температур 20˚С.

вертикальні резервуари РМВЦ - 2 та РМВЦ - 6 для зберігання молока при температурі 4 - 6 ˚С на молокозаводах.

горизонтальні резервуари РМГЦ - 4, РМГЦ - 6, РМГЦ - 10, РМГЦ - 20.

Горизонтальні резервуари (Рис. 1) складаються з робочої ємності 1, яку вкрито шаром теплоізоляції 2. Всередині резервуару змонтовано шнековий змішувач 4 з приводом 7. Для контролю стану продукту резервуар обладнано оглядовим віконцем 5 та термометром 10. Промивка та технічне обслуговування резервуару виконують через люк 6.

Рис. 1. Горизонтальний резервуар для зберігання молока.

1 - робоча ємність; 2 - теплоізоляція; 3 - кожух; 4 - змішувач; 5 - оглядове віконце; 6 - люк; 7 - привод змішувача; 8 - ніжки; 9 - зливний патрубок; 10 - термометр; 11 - наливна труба.

4.3. Обладнання для транспортування молока та молокопродуктів.

Насоси харчового виробництва повинні відповідати наступним вимогам:

- а) надійність та безпека в роботі;

- б) простота та зручність в обслуговуванні;

- в) мінімальна механічна дія на продукт, що перекачується.

За принципом дії та конструкцією розрізняють насоси відцентрові, об'ємні та спеціальні.

Відцентрові насоси (рис 2) застосовують в молочній промисловості для перекачування молока, вершків та пахти температурою до 90˚С.

Переваги відцентрових насосів:

- рівномірна подача рідини та нескладне регулювання параметрів насосу;

- безфундаментне встановлення;

- довговічність та зручність приєднання до трубопроводів.

Недолік - необхідність роботи під зливку (коли ємність знаходиться вище за насос).

Марки відцентрових насосів: 36МЦ4 - 12; 50МЦ16 - 31; 75МЦ50 - 50.

Розшифровується марка насоса 36МЦ4 - 12 наступним чином:

36 - діаметри вхідного та вихідного трубопроводів, мм;

МЦ - насос моноблоковий, відцентровий;

4 - продуктивність, м³/год;

12 - тиск, метри водяного стовпа.

Рис. 2. Відцентровий насос НМУ - 6.

1 - захисний кожух електродвигуна; 2 - фланець; 3 - шпонка; 4 - зажимний пристрій; 5 - гайка кріплення кожуха; 6 - обойма; 7 - корпус насоса; 8 - робоче колесо; 9 - гумове кільце; 10 - кришка; 11 - торцеве ущільнення; 12 - торцева шайба; 13 - наконечник вала; 14 - зворотний клапан; 15 - патрубок; 16 - гайка кріплення напірного патрубка.

Особливістю моноблокового молочного насоса є об'єднання насоса 7 та асинхронного електродвигуна 1 в один агрегат. Робоче колесо відцентрового насосу 8 має дві, рідше чотири лопаті. Для зручності промивки насос має зажимні пристрої 4, які легко монтуються.

Робочими органами об'ємних насосів є поршні, плунжери, шестерні, трьох і чотирьохлопатеві ротори.

Об'ємні насоси мають наступні переваги:

1). створюють високі тиски (більше 100 атм.);

2). продуктивність насосу не залежить від тиску, що він створює;

3). низька механічна дія на продукт, що перекачують.

Недоліком об'ємних насосів є нерівномірність подачі (пульсація) продукту.

Таблиця 1.

Характеристика об’ємних насосів.

Марка	Принцип дії	Подача м3/год	Тиск м. вод. ст.
ОНБ-М	поршневий насос висо-кого тиску	0,18	100…150 атм.
НРМ-2	с внутрішнім зачеплен-ням шестерень	0,25…2	20
НШМ-10	с зовнішнім зачепленням шестерень	10	20
50МС13-9	водокільцевий	13…15,6	9

Спеціальні насоси призначені для перекачування молокопродуктів з підвищеною в'язкістю або неоднорідних (сирне зерно).

Мембранний насос ОНМ - 2 (Рис. 3.) призначений для перекачування високожирних вершків та сметани з одночасною механічною обробкою продукту. Продуктивність насоса 550 кг/год.

За рахунок обертання черв’ячного колеса 14 поршень 10 та шатун 11 виконують зворотно-поступальні рухи. Оскільки мембрану 8 приєднано до поршня, то і вона переміщується. За рахунок цього простір між мембраною 8 та кришкою 7 періодично змінюється. При збільшенні об’єму відкривається нижній кульковий клапан 1 та продукт засмоктується до насосу. При зворотному ході мембрани об’єм починає зменшуватись, нижній клапан закривається, а верхній починає відкриватися випускаючи продукт до напірного патрубку 5.

Рис. 3. Мембранний насос ОНМ - 2.

1 - кульковий клапан; 2 - обмежувач; 3 - гайка; 4 - ущільнювальне кільце; 5 - патрубок; 6 - шпилька; 7 - кришка; 8 - мембрана; 9 - тарілка; 10 - поршень; 11 - шатун; 12 - корпус насоса; 13 - ексцентрик; 14 - черв’ячне колесо; 15 - пробка; 16 - гільза поршня.

Відцентровий насос НЦДС призначений для перекачування сирного зерна. Продуктивність 5 м³/год, тиск 2 м. вод. ст.

Трубопроводи переробних підприємств виготовляють з міді, латуні, алюмінію, скла, полімерних матеріалів, неіржавіючої сталі. Для зручності монтажу та обслуговування трубопроводи виготовляють розбірними з довжиною ділянок не більше 3 м.

Арматура призначена для приєднання апаратів до комунікацій, регулювання тиску та витрати середовища і т.ін.

За призначенням розрізняють арматуру:

- запірну: крани, вентилі, клапани;

- розподільну: трьох і чотириходові крани;

- регулюючу: манометри, витратоміри, рівнеміри спецтермометри, регулятори тиску;

- запобіжну та аварійну: зворотні і запобіжні клапани, перепускні клапани.

4.4. Обладнання для обліку кількості та якості молока.

Для обліку маси продукту в основному застосовують циферблатні ваги СМИ - 250 та СМИ - 500 (Рис. 4.), що автоматично врівноважуються. Ваги складаються з двох опорних стійок 2, приймального баку 3, циферблатного покажчика 8 та пульту керування 11. Молоко, за допомогою впускного пристрою 6 заповнює приймальний бак 3. Після наповнення баку молоко автоматично зважується за допомогою стрижневих датчиків 4, региструюча машина 9 отримує сигнал про вагу молока в баці. Потім оператор повертає ричаг механізму відкриття випускних клапанів 5, та молоко відкачується через отвори в дні баку. Далі клапани закривають та процес повторюється.

Рис. 4. Ваги СМИ-250.

1 - корпус; 2 - стійка; 3 - приймальний бак; 4 - стрижневий датчик;5 - механізм ручного відкриття випускних клапанів; 6 - впускний пристрій; 7 - блок зі стрижневими датчиками; 8 - циферблатний покажчик; 9 - региструюча машина; 10 - панель керування; 11 - пульт керування; 12 - пневматична розподільна коробка.

Таблиця 2.

Технічна характеристика вагів.

Показники	СМИ-250	СМИ-500
1. Границі зважування, кг	12,5 - 250	25 - 500
2. Погрішність показань, %	± 0,1	± 0,1
3. Ціна ділення шкали, кг	0,25	0,5

Лічильники молока вимірюють сумарну кількість продукту, що пройшов по трубопроводу. Розрізняють: шестерінчасті, з кільцевим поршнем, поплавцеві і т.ін. Погрішність вимірювання складає ± 0,2 - 0,5%.

Витратоміри показують миттєву витрату рідини в трубопроводі. Розрізняють: ротаметричні, індукційні та турбінні.

Для контролю якості молока використовують:

ареометри та рефрактометри - для контролю змісту сухих речовин у молоці;

цукрометри, вологоміри, прилади контролю кислотності молока.

4.5. Розрахункова частина роботи.

Під час транспортування або зберігання молоко нагрівається, тому визначення температури молока в кінці транспортування є важливою задачею. Кінцеву температуру молока визначають за формулою:

, ˚С, (1)

де - коефіцієнт теплопередачі, Вт/м²·˚С (для автоцистерн = 1 - 3 Вт/м²·˚С, для ємностей без теплоізоляції = 5 - 6 Вт/м²·˚С, для фляг, що не накриті захисними матеріалами = 9 - 14 Вт/м²·˚С);

F - площа поверхні ємності для транспортування, м²;

- тривалість транспортування або зберігання молока, с;

- температура оточуючого середовища, ˚С;

- початкова температура молока, ˚С;

- маса молока, кг;

- питома теплоємність молока, Дж/кг·˚С (при температурі 15 ˚С складає 3885 Дж/кг·˚С).

Необхідно розрахувати кінцеву температуру молока згідно з варіантом завдання (Таблиця 3).

Таблиця 3.

Вихідні данні для розрахунку кінцевої температури молока.

Показники	Варіанти
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Тип ємності	авто-цистерна	приймаль-ний бак	фляга	авто-цистерна	приймаль-ний бак	фляга	авто-цистерна	приймаль-ний бак	фляга	авто-цистерна
F, м2	5,5	1,8	1,7	10,3	4	1,1	12,8	8	1,7	20,2
, год	2	3	1	5	6	2	4	10	3	6
, ˚С	20	25	30	35	40	45	20	25	30	35
, ˚С	6	7	8	6	7	8	6	7	8	6
, кг	900	250	38	1700	500	25	2100	1000	38	3300

Зміст звіту