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>