На нашем интернет портале море информации по пищевой
и перерабатывающей промышленности, АПК и пищевой тематике
» » Предпосылки использования естественного холода для охлаждения молока

Предпосылки использования естественного холода для охлаждения молока

Холодильные машины, широко применяемые на молочных фермах и комплексах, сложны в обслуживании, энергоемки и имеют высокую стоимость. На охлаждение каждой тонны молока с использованием холодильных машин затрачивается до 29 кВт * ч электроэнергии. Кроме того, из-за недостаточно высокой надежности указанных машин и нередко низкой квалификации обслуживающего персонала возникают отказы в работе, приводящие к ухудшению качества молока. Вместе с тем климатические условия на большей части нашей страны "обеспечивают" отрицательными температурами наружного воздуха свыше 5 мес в году, что создает хорошие перспективы использования естественного холода для охлаждения молока прежде всего в стойловый период содержания скота, а с созданием механизированных и автоматизированных аккумуляторов зимнего холода (накопителей льда) и для охлаждения молока летом в пастбищный период содержания молочного стада.

Под естественным холодом подразумевается холод наружного воздуха с отрицательной температурой, естественного природного льда или мерзлого грунта. К естественному холоду, хотя и с более высокой температурой (до 10 °С), относится и артезианская вода, которую используют для предварительного охлаждения молока.

Наиболее дешевый и доступный источник холода в большинстве регионов - это естественный лед. Использование естественного льда в качестве источника холода объясняется его ценными физическими свойствами: низкой температурой таяния (0 °С) и высокой теплотой плавления, равной в обычных условиях 335 кДж/кг. Следовательно, при таянии 1 кг льда из окружающей среды расходуется 335 кДж теплоты. Теплопроводность льда в интервале температур 0... минус 20 °С составляет 2,33 Вт/(м • К), а теплоемкость 2,1 кДж/(кг * К).

Охлаждение скоропортящегося продукта естественным холодом может быть непосредственным и аккумулированным, т. е. произведенным при контакте с хладоносителем, заранее охлажденным. Непосредственное охлаждение подразделяется на единовременное воздушное, водяное и водоиспарительное, а аккумулированное - на водяное, грунтовое, водогрунтовое, ледяное и льдогрунтовое.

Эффективность охлаждения естественным холодом зависит от климатических условий конкретного региона. Так, холодная зона с морозными зимами, обеспечивающая непосредственное естественное охлаждение продукта, аккумуляцию холода в грунте и получение льда, располагается северо-восточнее линии С.-Петербург - Волгоград - Талды-Курган. В этой зоне изолиния воздуха морозного периода достигает 800 градусо-суток. На изотермической глубине 15...20 м температура воды составляет 8...10 °С. При бесконтактном охлаждении продукта грунтовой водой ее следует возвращать обратно в грунт.

Изотермы среднегодовой температуры воздуха О "С и среднеян- варской температуры минус 20 °С близки к линии Архангельск - Новосибирск - Чита - Сахалин к югу Камчатки. Указанная линия условно ограничивает около 50 % нашей страны с суровыми зимами и среднегодовой температурой от 0 до минус 16 °С.

Практическим южным пределом заготовки и хранения естественного льда является линия Кишинев - Грозный - Бишкек, близкая к январской изотерме минус 3 °С. Эта линия является условной температурной границей зимой между умеренно теплым и умеренно холодным климатом. Она близка к изолинии 200 градусо-суток, что фактически не обеспечивает льдозаготовки для полносезонного охлаждения. На изотермической глубине температура воды 12...14 °С Обширная территория страны, расположенная севернее и северо-восточнее указанной линии, перспективна для использования естественного холода на молочных фермах и комплексах.

На примере Мордовии рассмотрим динамику среднемесячных температур холодного периода года. На рис. 3 приведен такой график по данным Саранской метеостанции. Верхняя граница среднемесячной температуры воздуха для использования естественного холода находится на уровне 4 °С. С учетом использования ночных, как более низких, температур времени суток обеспечивается устойчивая работа аккумуляторов естественного холода начинал с середины октября и до середины апреля, т. е. 6 мес в году. Здесь под аккумуляторами естественного холода следует понимать компактные водоохлаждающие установки типа градирни с рабочим запасом воды до 9 м3, накапливающие и затрачивающие естественный холод в пределах одних суток. При использовании льдобунтов-фригаторов накопленный за холодный период года естественный холод гарантированно обеспечивает охлаждение всего объема молока на местах его производства во время пастбищного периода содержания скота.

Стоимость 1 т естественного льда почти в 2,5 раза меньше стоимости искусственного льда, получаемого от холодильных машин. Плотность   намороженного льда у* = 890...900 кг/м3, а водоемного у„в = 900...917 кг/м3.

Так, при температуре воздуха t= минус 10 °С и его скорости (0=1 м/с, что характерно для зимних месяцев Мордовии, интенсивность намораживания льда составит 6=-0,14*10(1 +0,5*1) = 2,1 мм/ч.

Для намораживания льдобунта объемом 500 м3 с длиной 18 м и шириной 12 м при указанных параметрах воздуха за каждый час насос производительностью 6 м3/ч должен работать т = 60'18*12*00021/6 =  4,5 мин.

По мере роста льдобунта ему придают форму усеченной пирамиды, для чего подачу воды снижают, т. е. уменьшают время т часовой работы насоса. Намороженный таким образом льдобунт обычно закрывают опилками слоем толщиной 0,5 м и используют лед в течение безморозного периода года.

В морозный период эффективное охлаждение молока можно обеспечить ледяной водой, приготавливаемой в аккумуляторах естественного холода типа градирни и циркулирующей по замкнутому контуру: аккумулятор - насос - пластинчатый охладитель молока - аккумулятор.

Некоторые руководители хозяйств ошибочно считают, что в зимнее время и без применения специального оборудования можно охладить молоко. При этом не учитывают отставание скорости пассивного охлаждения молока в толстом слое от скорости размножения в нем бактерий и снижения его качества.

  • Похожие материалы