Вакуумный охладитель молокаПатент на изобретение №: 2108711 Автор: Ивановский Н.Н., Криворотько В.Н., Тарасенко Б.Ф., Шабля С.Г. Патентообладатель: Ивановский Николай Николаевич, Криворотько Виктор Николаевич Дата публикации: 20 Апреля, 1998 Изображения Изобретение касается оборудования для охлаждения молока. Теплоизолированная и герметизированная емкость содержит газовую и жидкостную полость. Молоко в емкость поступает через линию дросселирования. Газовая полость соединена с вакуумным агрегатом, откачивающим водяные пары с поверхности молока. При охлаждении масса молока сохраняется. Затраты энергии на охлаждение молока снижены в 2 - 4 раза по сравнению с фреоновыми охладителями. Экологическая чистота достигается за счет отказа от фреонов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Изобретение относится к молочной промышленности и к установкам, в которых не используется холодильная машина. Известны охладители молока, содержащие открытую или герметизированную молочную ванну, в которых охлаждение молока осуществляется фреоновой холодильной установкой через промежуточный хладоноситель - ледяную воду (Зеликовский И.А., Каплан Л.Г. Малые холодильные машины и установки. М.: ПП, 1979; Применение холода в пищевой промышленности. - Справочник под ред. Кузьмина М.П. - М.: ПП, 1979). Недостатком этих охладителей являются повышенные затраты энергии на охлаждение молока, так как отвод тепла от молока происходит через 2 металлические стенки: в молочной ванне и во фреоновом испарителе. Кроме того, фреоны разрушают атмосферный озон и подлежат запрету. Наиболее близким к изобретению является охладитель молока по патенту РФ N 2033035 "Охладитель молока" авторов Ивановского Н.Н. и Криворотко В.Н. (Бюл. N 11), в котором охлаждение молока выполняется за счет вакуумного холодильного эффекта. Этот охладитель содержит теплоизолированную и герметизированную молочную ванну с жидкостной и газовой полостями и вакуумную систему охлаждения, содержащую вакуумный насос с давлением ниже 1 КПа. Охлаждение молока происходит за счет частичного испарения воды из молока при вакуумировании молочной ванны. После снижения температуры молока до 6oС (при давлении насыщения 1 КПа) вакуумный насос отключается с помощью термореле. Прототип имеет ряд недостатков: повышенный расход энергии на охлаждение молока по сравнению с ГОСТ 11116-82, потеря массы молока при охлаждении, снижение качества теплоизоляции в период эксплуатации и др. Целью изобретения является снижение расхода энергии и сохранении массы молока при его охлаждении, повышение надежности и эффективности охладителя молока. Указанная цель достигается тем, что в вакуумном охладителе молока, кроме признаков, сходных с прототипом, имеются новые, отличительные признаки: вакуумный агрегат содержит насосы высокого и низкого вакуума и расположенный между ними конденсатор водяных паров; между накопителем молока и емкостью охлажденного молока установлена линия дросселирования молока, снабженная терморегулирующим вентилем; между конденсатором водяных паров и емкостью охлажденного молока установлена линия возврата конденсата, снабженная терморегулирующим вентилем; оболочка емкости охлажденного молока выполнена двухстенной и соединена с насосом высокого вакуума; между конденсатором водяных паров и насосом низкого вакуума установлен соленоидный вентиль. Дополнительные конструктивные признаки создают следующий положительный эффект: - снижают затраты энергии на охлаждение молока. В прототипе повышенные затраты энергии происходили вследствие высокой степени сжатия в вакуумном насосе (степень сжатия более 100). В предлагаемой конструкции используется два вакуумных насоса: высокого вакуума и низкого вакуума, с промежуточной конденсацией водяных паров в конденсаторе. Поскольку давление конденсации водяных паров определяется температурой охлаждающей воды и равно 5-6 КПа при температуре конденсации 30-35oС, степень сжатия насоса высокого вакуума равна 5-6 (при давлении на всасывании 1 КПа), и затраты энергии в нем существенно уменьшатся. Расходом энергии в насосе низкого вакуума пренебрегаем, так как в режиме охлаждения молока он включается периодически на короткое время. - интенсифицируют процесс вакуумного охлаждения за счет замены малоинтенсивного процесса испарения водяных паров с поверхности молока с постепенным снижением давления и температуры в течение 2-3 ч на процесс дросселирования. При дросселировании жидкости в дроссельном отверстии за счет эффекта дросселирования происходит мгновенное понижение температуры и давления жидкости и мгновенное образование паровой фазы с расчетным паросодержанием. - снижают потери молока при вакуумировании. В прототипе вода, испарившаяся из молока в процессе вакуумного охлаждения, выбрасывалась в атмосферу. В предлагаемой установке после окончания работы конденсат, накопившийся в конденсаторе, передавливается в емкость охлажденного молока, и масса молока восстанавливается. - повышают качество теплоизоляции. В прототипе использовалась поверхностная теплоизоляция, свойства которой при длительной эксплуатации ухудшались за счет увлажнения и механического разрушения. В предлагаемой установке теплоизоляция выполнена в виде двухстенной оболочки, которая подключена к вакуумной системе. Это обеспечивает высокое качество теплоизоляции, снижает потери холода и повышает эффективность установки. Предлагаемый вакуумный охладитель молока схематично представлен на чертеже. Он состоит из накопителя молока 1, емкости 5 охлажденного молока, насоса 8 высокого вакуума. конденсатора 9 водяных паров и насоса 14 низкого вакуума. Накопитель молока 1 соединен с емкостью 5 линией 2 дросселирования, снабженной терморегулирующим вентилем (ТРВ) 3. Между емкостью 5 и конденсатором 9 установлена линия 7 возврата конденсата, снабженная ТРВ 6. Насос 14 соединен с конденсатором 9 откачной линией 11, снабженной соленоидным вентилем 13. Кроме того, установка снабжена молокопроводом 17, электровакууметром 12, регулятором давления 15 и запорным клапаном 16. Регулятор давления используется для подсоединения стандартной доильной системы. Вакуумный агрегат подобран таким образом, чтобы поддерживать в емкости 5 температуру 6oС, что соответствует давлению кипения 1 КПа. Работа вакуумного охладителя молока происходит следующим образом. При включении вакуумного агрегата в работу в емкости 5 создается вакуум 1 КПа. После того, как в накопитель 1 поступает первая порция молока, на линии дросселирования открывается запорный клапан 16, и молоко начинает дросселировать через ТРВ 3. Образовавшиеся в процессе дросселирования пары откачиваются насосом высокого вакуума 8 и подаются в конденсатор. ТРВ 3 отрегулирован таким образом, чтобы уравнивать объем образовавшихся паров с производительностью вакуумного агрегата и постоянно поддерживать в емкости 5 вакуум 1 КПа. Попавшие в конденсатор водяные пары конденсируются на поверхности змеевика 10 при температуре 30-35oС и давлении 5-6 КПа и накапливаются в нижней части конденсатора. Насос низкого вакуума 14 выполняет вспомогательную функцию по периодическому откачиванию из конденсатора неконденсирующихся газов (воздуха). Воздух в небольших количествах растворен в молоке, а также может натекать в вакуумную систему через неплотности. По мере накопления воздуха давление в конденсаторе повышается, и по сигналу электровакууметра 12 срабатывает соленоидный вентиль 13 и включается вакуумнасос 14. Воздух откачивается из конденсатора, и вакуумнасос отключается. После охлаждения всей порции молока линия дросселирования 2 перекрывается запорным клапаном 16, и конденсат из конденсатора через линию 7 возврата конденсата передавливается в емкость охлажденного молока. Поскольку температура конденсата равна 30-35oС, прямое передавливание конденсата приведет к повышению температуры охлажденного молока. Поэтому возврат конденсата выполняют через ТРВ 6, за счет чего его температура понижается до 6oС. Дросселирование конденсата через ТРВ происходит при работающем вакуумнасосе 8 за счет разности давления в конденсаторе (Р = 5-6 КПа) и в емкости 5 (Р - 1 КПа). Для подтверждения эффективности предлагаемой установки проведен расчет затрат энергии на охлаждение 250 кг молока. Для такого количества молока был подобран вакуумный агрегат АВР-150 (Фролов Е. С. , Автономова И.В. и др. Механические вакуумные насосы. - М.: Машиностроение, 1989), в котором для высокого вакуума установлен вакуумный насос ДВН-150 и для низкого вакуума - вакуумный насос АВЗ-20Д. Технические данные агрегата АВР-150 следующие. Производительность при давлении всасывания 1 КПа 140 л/с; установленная мощность насоса ДВН-150 1,1 кВт; установленная мощность насоса АВЗ-20Д 2,2 кВт. 1. Масса образовавшихся водяных паров при дросселировании молока Mп: Мп = Мм  х = 2500,045 = 11,25 кг, где х - паросодержание водяных паров в конце дросселирования при давлении 1 КПа и температуре 6oС; Мм - масса охлаждаемого молока. 2. Объем водяных паров, образовавшихся при дросселировании V: V = МпV = 11,25137 = 1541 м3, где V = 137 м3/кг - удельный объем водяных паров на линии насыщения при температуре 6oС. 3. Время, за которое вакуумный насос ДВН-150, сможет откачать образовавшийся объем водяных паров:  где Sн = 0,143600 = 504 м3/ч - производительность вакуумного насоса при вакууме 1 КПа. Это время соответствует норме. 4. Мощность вакуумного насоса ДВН-150 на рабочем режиме  где Рвс = 1 КПа -давление всасывания; Рнагн = 6 КПа - давление нагнетания;  = 0,4 - эффективный КПД вакуумнасоса ДВН-150. Очевидно, что установленная мощность вакуумного насоса ДВН-150 выше, чем рабочая, что объясняется запасом мощности на пусковом режиме. 5. Расход электроэнергии на охлаждение 250 кг молока: - рассчитанный по рабочей мощности Е1 = Nр = 0,6273 = 1,88 КВтч; - рассчитанный по установленной мощности Е2 = Nн = 1,13 = 3,3 КВтч. Расход электроэнергии на охлаждение молока регламентируется ГОСТ 11116-82 "Резервуары молочные" и равен 30 Вт/ч на охлаждение 1 кг молока. Для охлаждения 250 кг молока по ГОСТ требуется Е3 = 2500,03 = 7,5 КВтч. 6. Сравнение расхода электроэнергии с ГОСТ 11116-82 по рабочей мощности Е1/Е3 = 1,88 / 7,5100 = 25%; по установленной мощности Е2/Е3 = 3,3 / 7,5100 = 44%. Экономия энергии очевидна: даже при расчете с запасом по установленной мощности она снижается более чем в 2 раза. По сравнению с прототипом предлагаемый вакуумный охладитель молока обеспечивает высокую эффективность и надежность в работе.
Формула изобретения1. Вакуумный охладитель молока, содержащий накопитель молока, теплоизолированную и герметизированную емкость охлажденного молока с газовой и жидкостной полостями и вакуумный агрегат с давлением ниже 1 КПа, соединенный с газовой полостью емкости охлажденного молока, отличающийся тем, что вакуумный агрегат содержит насосы высокого и низкого вакуума и расположенный между ними конденсатор водяных паров, оболочка емкости охлажденного молока выполнена двухстенной и соединена с насосом высокого вакуума, а насос низкого вакуума соединен с конденсатором водяных паров посредством откачной линии, содержащей соленоидный вентиль. 2. Охладитель по п.1, отличающийся тем, что между конденсатором водяных паров и емкостью охлажденного молока установлена линия возврата конденсата, содержащая терморегулирующий вентиль.MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе Дата прекращения действия патента: 15.03.1999 Номер и год публикации бюллетеня: 31-2002 Извещение опубликовано: 10.11.2002 Популярные патенты: 2192734 Устройство для производства прессованных кип из корней лекарственных растений ... полезной модели, пресс снабжен дополнительной прессовой камерой, установленной над окном загрузки, вторым прессующим механизмом, второй прессующей плитой, установленной с возможностью перемещения в дополнительной прессовой камере и связанной со вторым прессующим механизмом, окном загрузки дополнительной прессовой камеры, транспортером, выход которого расположен перед окном загрузки дополнительной прессовой камеры; транспортер снабжен устройством для определения массы шерсти, загруженной на транспортер; транспортер снабжен ограничительной планкой, которая в конечном положении закрывает окно дополнительной прессовой камеры; устройство для определения массы шерсти, загруженной на ... 2471341 Стойло, устройство в стойле и способ монтажа указанного устройства ... обеспечить, чтобы животное не улеглось слишком глубоко в стойло. Правильное размещение животного важно, дабы обеспечить, чтобы моча и испражнения животного попадали в предназначенную для этого зону снаружи стойла. Пол в помещении для животных обычно делают из бетона, который является тяжелым и во время холодных дней очень некомфортабельным для животного для отдыха на нем. Было проверено, что коровы, живущие в комфортабельных окружающих условиях, производят больше молока. Пол в стойле, вследствие этого, часто застилают матом для животного для того, чтобы уменьшить ощущение холода при лежании на полу и обеспечить более комфортабельные окружающие условия для животного. Различные типы ... 2473211 Приспособление для автоматической дойки молочного скота ... когда корова полностью покинула доильный зал 1, после чего соответствующий элемент привода сможет закрыть выходную дверь.После дойки или, по крайней мере, до дойки следующей коровы доильные стаканы 28 и связанные с ними шланги 29 для молока могут быть очищены. С этой целью, обеспечивается чистящий блок, известный сам по себе и не показанный здесь. Он содержит чистящую разбрызгивающую форсунку, которая впрыскивает чистящую жидкость, например воду, в один из доильных стаканов 28. Чистящая жидкость отсасывается через соответствующий шланг 29 для молока и, таким образом, очищает также соответствующий шланг. Чистящий блок выполнен в доильном зале 1 или около него так, чтобы конструкция ... 2496298 Узел крепления пальцев подборщика ... петли, соединяющей пружины. Затем средняя соединительная часть двойного пружинного пальца 2 фиксируется от выпадения из кронштейна 3 с помощью фиксатора 4. Фиксатор 4 выполнен подпружиненным, что обеспечивает его надежное размещение в кронштейне 3 и фиксацию с его помощью пальца 2 в кронштейне 3.Для демонтажа пальца 2 необходимо, преодолев сопротивление пружины 5, вывести фиксатор 4 из отверстия кронштейна 3 и вывести среднюю соединительную часть пальца из паза кронштейна 3.Отсутствие крепежных элементов, удерживающих пружины пальца 2, наличие зазора между наружной поверхностью пружин пальца 2 и несущим элементом 1 позволяют исключить защемление подбираемого материала между ними, ... 2387127 Способ мелиорации в предгорной зоне и система для его реализации ... неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе Дата прекращения действия патента: 06.11.2010 Дата публикации: ... |
Еще из этого раздела: 2384988 Способ и устройство для управления сельскохозяйственной машиной 2093016 Устройство для водоподачи 2391812 Способ выращивания растений в условиях защищенного грунта, устройство для выращивания растений в условиях защищенного грунта и сборно-разборный многоярусный стеллаж для выращивания растений в условиях защищенного грунта 2195102 Устройство для отделения грунта и земли от корней и корневищ солодки в качестве лакричного сырья 2462864 Устройство составления экономичного кормового рациона и экономичного кормления животных и птиц 2449809 Дезинфицирующее средство 2275801 Способ выращивания рыбы в рисовых чеках (варианты) 2426299 Способ повышения урожая картофеля в несколько раз 2400042 Высевающий аппарат 2264082 Способ восстановления полей бурой водоросли ламинарии |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||