CC BY
52
Экспериментальное исследование процесса промывки внутренней поверхности молокопровода
Л.П. Карташов, д.т.н, профессор, Ю.А. Ушаков, к.т.н, доцент, А.С. Королев, аспирант, Оренбургский ГАУ
Ключевые слова: очистка, доильно-молочное, оборудование, процесс, молокопривод, универсальный, стенд, скорость, движение, доение.
Бактериологическая обсемененность является одним из основных ценообразующих показателей качества при приемке молока-сырья. Установлено, что до 90% первичной микрофлоры молока при производстве образуется за счет переноса загрязнений с плохо очищенного доильно-молочного оборудования [1]. В процессе доения на внутренней поверхности доильных аппаратов и молокопровода образуются загрязнения, которые являются благоприятной питательной средой для развития микроорганизмов. Использование малоэффективных моющих средств и неправильной технологии санитарной очистки оборудования приводит к образованию твердых отложений в виде «молочного камня», частицы которого трудно удаляются, служат причиной преждевременного разрушения сосковой резины и грубого воздействия на соски животного [2, 3].
Радикальным способом выхода из сложившейся ситуации является применение высокоэффективных моющих средств для очистки доильно-молочного оборудования.
На рынке в последние годы появилось много высокоэффективных жидких щелочных и кислых моющих средств комплексного действия для очистки доильно-молочного оборудования. Однако они не получили широкого распространения из-за высокой стоимости и недостаточной обоснованности технологических режимов их применения. Использование современных моющих средств и строгое соблюдение технологических режимов их применения позволяет повысить эффективность промывки доильно-молочного оборудования.
Для изучения процесса промывки мы разработали универсальный стенд, позволяющий моделировать различные режимы промывки.
На рисунке 1 показана схема стенда, который содержит: вакуумный насос 1, емкость для моющего раствора 2, регулировочные краны 3, трубопровод 4, съемные вставки с предметными пластинами 5, нагревательное устройство с датчиком температуры 6, молочный насос 7.
Стенд работает следующим образом. С помощью регулировочных кранов 3 стенд настраивают на определенный режим работы. В емкости 2 готовят моющий раствор определенной концентрации и температуры. Съемные вставки 5 с загрязненными предметными пластинами помещают в трубопровод 4 и включают молочный
Рис. 1 - Универсальный стенд для исследования чистоты промывки молочной линии
насос 7. Моющий раствор молочным насосом 7 перемещается по замкнутому трубопроводу 4, соединенному с вакуумным насосом. Три съемные вставки 5 с предметными пластинами расположены на нижней горизонтальной ветви трубопровода. Перед вставкой на расстоянии 10d ^ — диаметр молокопровода) и после нее на расстоянии 5d отсутствуют местные гидравлические сопротивления течению жидкости, это определяет положение вставки на трубопроводе. Нагревательное устройство 6 служит для поддержания температуры раствора в заданных пределах.
Важным этапом экспериментального исследования процесса промывки явилось получение модельного загрязнения на поверхности предметных пластин.
В герметичную емкость (рис. 2), находящуюся под разрежением, заливалось цельное коровье молоко при температуре 30С°, смешанное с флуоресцентным красителем, в которое периодически погружаются предметные пластины из нержавеющей стали размером 70x30x2 мм, закрепленные на вращающейся рамке. Рамка через редуктор присоединена к электродвигателю и вращается с частотой 1 об./мин, что обеспечивает движение пластины в молоке со скоростью 1 м/с.
Емкость располагается под углом 30° к горизонту, что обеспечивает периодическое погружение предметной пластины в молоко, смешанное с флуоресцентным красителем. Движение пластины в таком режиме позволяет получить загрязнение, близкое по своим характеристикам к загрязнению, образующемуся на внутренней поверхности молокопровода. Продолжительность нанесения загрязнения на стальные пластины 1 час.
Наличие на предметной пластине остатков загрязнения фиксировали с помощью лабораторного люминоскопа «Филин».
Рис. 2 - Устройство для нанесения загрязнений
Для проведения лабораторного эксперимента нами были использованы раствор высокоэффективного моющего средства «Биомол» и для сравнения раствор кальцинированной соды.
С целью выявления основных технологических режимов очистки нами были проведены лабораторные эксперименты по изучению моющего действия изучаемого моющего средства в зависимости от концентрации, температуры, времени воздействия и скорости движения растворов. Это позволило провести не только сравнительный анализ эффективности очистки поверхности предметных пластин, но и установить степень влияния каждого из режимов на процесс ее. Вариация условий эксперимента обеспечивалась за счет изменения двух из четырех технологических режимов: концентрации моющего средства в растворе, температуры, времени воздействия моющего раствора и скорости движения раствора. В качестве критерия оценки эффективности моющего действия в наших исследованиях было принято время полной очистки поверхности предметных пластин от модельного загрязнения.
При исследовании влияния факторов на очищаемую способность моющих средств нами было выявлено, что моющее действие обратно пропорционально концентрации раствора (рис. 3). Однако это не значит, что повышение уровня моющего действия можно достичь только за счет увеличения концентрации этих средств в растворе. Исследование зависимости моющего действия от температуры раствора показало, что температура влияет на моющее действие даже в большей степени, чем концентрация (рис. 4). Увеличение скорости движения моющего раствора (рис. 5) также в значительной степени способствует сокращению длительности очистки.
Проанализировав представленные графики зависимости времени очистки предметной пластины из нержавеющей стали от концентрации, времени контакта и скорости движения моюще-
т.с
Рис. 3 - График зависимости времени очистки предметной пластины от концентрации моющего раствора (скорость движения моющего раствора 2 м/с, температура б0°С)
Рис. 4 - График зависимости времени очистки предметной пластины от температуры моющего раствора (скорость движения моющего раствора 2 м/с)
Рис. 5 - График зависимости времени очистки предметной пластины от скорости движения моющего раствора (концентрация 2%, температура 60° С)
го раствора, можно заметить, что применение современного моющего раствора значительно сокращает затраты времени. Оптимальные параметры промывки с использованием моющего раствора «Биомол» для деталей молокопроводов из нержавеющей стали: концентрация — 1%, температура — 60—70°C, время воздействия — 3 мин. и скорости движения раствора 2—3 м/с.
Литература
1. Дегтерев, Г.П. Качество молока в зависимости от санитарного состояния доильного оборудования / Г.П. Дегтерев // Молочная промышленность. 2000. № 5. С. 23—26.
2. Кочеткова, Ю.А. Жидкие моющие средства, применяемые для очистки доильного оборудования / Ю.А. Кочеткова, Г.П. Дегтерев // Зоотехния. 2.00з. № 10. С. 31-32.
3. Жмырко, A.M. Качество очистки деталей молокопро-вода от загрязнений при его циркуляционной мойке / A.M. Жмырко // Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Зерноград, 2005. Вып. 6. С. 62-65.
