Механизация производства молочной фермы с разработкой аккумулятора естественного холода

Дипломная работа - Сельское хозяйство

Другие дипломы по предмету Сельское хозяйство

хема ПТЛ первичной обработки молока на ферме: 1 - коровник; 2 - групповой счетчик; 3 - молокосборник; 4 - вакуумная установка; 5 - молочный насос; 6 - очиститель молока; 7 - пастеризатор; 8 - охладитель; 9 - резервуар охладителя; 10 - молоковоз.

 

Молочная продукция, получаемая с фермы, идет на реализацию. По зоотребованиям она должна проходить пастеризацию. Допускается при сдаче на молокозавод пастеризацию не производить. В этом случае пастеризатор не работает. На технологической схеме (рис. 2.1) это обозначено пунктирной линией.

Расчет, связанный с подбором оборудования, ведется на максимум суточного удоя.

Максимум суточного удоя определяем по зависимости:

 

,(2.1)

 

где - среднегодовой удой на корову, = 3500 кг;

- число дойных коров, = 800 голов;

- коэффициент неравномерности удоя, = 1,2 [1].

Подставив в 2.1, получим:

 

кг.

Производительность поточной лини обработки молока определяем по зависимости:

 

, (кг/ч)(2.2)

 

где - неравномерность поступления молока, = 0,6 [1];

- принятая длительность обработки, = 2 часа [1].

Подставив в 2.2, получим:

 

кг/ч.

 

Для очистки молока применен магистральный цилиндрический фильтр, который имеет фильтрующий элемент из лавсана. Необходимо определить продолжительность фильтрования при разовом удое = 3734 кг.

Находим площадь фильтрующей поверхности аппарата по зависимости:

 

, (м3)(2.3)

 

где - диаметр фильтрующей поверхности, = 54 мм [6].

- длина фильтрующей поверхности, = 600 мм [6].

Подставив в 2.3, получим:

м3.

Определяем продолжительность фильтрования по зависимости:

 

, (мин.)(2.4)

где - константа фильтрования, = 31 м3/м2 [6];

- константа фильтрования, = 12 м2 [6].

Подставив в 2.4, получим:

 

мин.

 

Этого времени достаточно для очистки молока при разовом удое 3734 кг не прерывая потока.

Выбрав молокочиститель ОМ-1, проверяем его производительность по следующей зависимости:

 

, (м3/ч)(2.5)

 

где - частота вращения барабана, =133 с-1 [6];

- число тарелок, =34 шт. [6];

- угол наклона образующей тарелки, = 50 [6]; - большой радиус тарелки, = 0,128 м [6]; - температура свежевыдоенного молока, = 35С;

- малый радиус тарелки, = 0,07 м [6];

- диаметр частиц загрязнения, = 1,4110-6 м [6].

Подставив в 2.5, получим:

м3/ч.

Производительность молокоочистителя выбрана правильно.

Определяем длительность непрерывной работы молокоочистителя без разборки по следующей зависимости:

 

, (час)(2.6)

где - объем грязевого пространства барабана, л;

- процент соотношения сепараторной слизи от общего объема пропущенного молока, = 0,06% [4];

- производительность очистителя, = 1000 л/ч.

Объем грязевого пространства барабана определяем по зависимости:

 

, (л)(2.7)

 

где - максимальный радиус грязевого пространства, = 0,128 м [6];

- минимальный радиус грязевого пространства, = 0,07 м [6];

- высота поката тарелок, = 0,064 м.

Подставив в 2.7, получим:

л.

Подставив в 2.6, получим:

 

ч.

 

Этого времени работы сепаратора достаточно для очистки объема разового удоя молока с одной остановкой.

 

2.4 Расчет процесса охлаждения молока

 

Исходные данные:

а) разовый удой - 3734 кг;

б) начальная температура молока при охлаждении = 35С;

в) конечная температура молока при пастеризации = 63С;

г) начальная температура воды при охлаждении = 1С;

д) конечная температура молока при охлаждении молока = 4С;

е) начальная температура нагревающей воды = 95С;

ж) кратность расхода охлаждающей и нагревающей воды = 3.

Находим среднее значение теплоемкости для молока и охлаждающей воды:

при = 35С = 3,9 кДж/(кгС) [6];

при = 1С = 4,2 кДж/(кгС) [6].

Определяем температуру охлаждающей воды на выходе, по зависимости:

 

.(2.8)

 

Подставив в 2.8, получим:

 

С.

 

Определяем среднюю логарифмическую разность температур между молоком и охлаждающей жидкостью по зависимости:

 

;

;

;(2.9)

 

где - разность температур жидкостей в начале процесса охлаждения;

- разность температур в конце процесса.

Подставив в 2.9, получим:

 

С;

С;

С.

 

Определяем тепловую нагрузку за период разового охлаждения молока по зависимости:

 

;(2.10)

 

где - массовый расход жидкого продукта, =3734 кг.

Подставив в 2.10, получим:

кДж.

Определяем сколько часов работает МХУ-8С для вырабатывания холода:

 

;(2.11)

 

где - часовая производительность установки МХУ-8С, = 32000 кДж.

час.

Принимаем 3 шт. по 4,7 часа в сутки.

Подсчитаем средний общий коэффициент теплоотдачи теплообменной поверхности по зависимости:

 

, (2.12)

где - площадь теплообменной поверхности резервуара, = 1,7 м3 [4];

- средняя логарифмическая разность температур между молоком и охлаждающей жидкостью, = 10,28 С;

- время, принятое для обработки партии молока, = 2 ч. [1].

Подставив в 2.12, получим:

кВт/(м2с).

Определяем необходимый расход воды для охлаждения молока по зависимости:

 

.(2.13)

 

Подставив в 2.13, получим:

 

кг,

 

что составляет 12 м3.

На неблагоприятных фермах в целях уничтожения находящихся в молоке бактерий, молоко подвергают пастеризации.

Определяем продолжительность достижения молоком заданной температуры пастеризации.

Находим средне?/p>