ВОЗМОЖНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНОЙ ТЕПЛОТЫ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ МОЛОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ НА МАЛОЙ ФЕРМЕ Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

УДК 621.577

Стрекалова Л.П.

к.т.н., доцент, ФГБОУ ВО ВолГАУ, г. Волгоград, РФ Попова Т.Е. ст. преподаватель ФГБОУ ВО ВолГАУ, г. Волгоград, РФ

ВОЗМОЖНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНОЙ ТЕПЛОТЫ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ МОЛОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ НА МАЛОЙ ФЕРМЕ

Аннотация

Показана необходимость и пути повышения энергоэффективности процессов переработки молока на малой молочной ферме за счет возможного использования вторичной теплоты с расчетом холодопроизводительности и потребной мощности установок первичного охлаждения молока.

Ключевые слова

Животноводческая ферма, вторичные тепловые ресурсы, энергоэффективность

первичной переработки молока.

Strekalova L.P.

Ph.D., Associate Professor, FGBOU VO VolGAU, Volgograd, RF Popova T.E. Art. teacher FGBOU VO VolGAU, Volgograd, RF

POSSIBLE USE OF SECONDARY HEAT IN PROCESSING DAIRY PRODUCTS ON A SMALL FARM

Аnnotation

The necessity and ways of increasing the energy efficiency of milk processing processes on a small dairy farm due to the possible use of secondary heat with the calculation of the cooling capacity and the required power of primary milk cooling units are shown.

Keywords

livestock farm, secondary heat resources, energy efficiency of primary milk processing.

В последнее десятилетие объем молочного производства установился на довольно низком для страны уровне - порядка 30-32 млн. т. Спад производства в молочном животноводстве частично компенсируется импортом молока и молочной продукции, который в 2019 году составлял 17% от общего потребления в России. Из-за распада СССР многие молокозаводы закрылись. Стагнация продолжалась около двух десятилетий. Однако сейчас необходимо отметить, что производство молока в России наращивает обороты и государство всячески поддерживает этот процесс. Помощь от правительства заключается во внедрении мер по развитию отрасли, проведении модернизации на

фермах, совершенствовании технологических процессов и племенного животноводства. За период 20182020 год рынок производства молока вырос на 13 % (в оптовых ценах, с 970 до 1 100 млрд рублей) [1].

При сохранении существующих темпов развития отрасли уже к 2027 году отечественные предприятия будут на 90% удовлетворять потребность внутреннего рынка в молоке. Именно такой показатель содержится в Доктрине продовольственной безопасности страны. Планируется совершенствование технологий производства и переработки молока при постепенном вытеснении импортных молокопродуктов.

Так как молоко продукт скоропортящийся, а снижение температуры позволяет продлить срок хранения сырья, то проводимое снижение температуры тормозит развитие микроорганизмов, ферментных и физико-химических процессов, что и позволяет хранить его некоторое время до глубокой технологической переработки. При этом растет энергоемкость первичной обработки молока на ферме, а наиболее энергозатратным процессом является охлаждение.

На современном этапе наиболее конкурентно способными являются небольшие относительно фермы, которые способны предусмотреть цикл работ по первичной переработке молока до изготовления «фермерского».

Поэтому повышение энергоэффективности первичной обработки молока будет оказывать влияние на конкурентоспособность отечественных производителей молочного продукции [2].

С целью повышения энергетической эффективности работы охладителей молока и повышения скорости охлаждения существует необходимость поиска путей перехода к собственному комбинированному производству преобразованных энергопотоков [3].

Совершенствуются тепло-технологии использования низкотемпера-турные тепловые ВЭР, что дает возможность сокращения рассеивания тепловой энергии в окружающую среду [4, 5].

Из используемых современных технологий для небольших ферм наибольшее распространение находит система прямого охлаждения молока от контакта с испарителем.

Холодопроизводительность (Рх) для охлаждения молока одной дойки будет определяться сменной молокопроизводительностью фермы и температурами молока, поступившего на охлаждение (вн ) до

конечной температуры (температуры временного хранения вК ):

Qcм = Рх = УМсм ■ См -рм ■ вн -вк), (1)

где Осм - холодопроизводительность охладителя, кВт;

Умсм -молокопроизводительность фермы, в смену, м3/ч;

(вн-вк) - разность температур при охлаждении молока, 32оС;

См - удельная теплоемкость молока, равная 3930 Дж/кг- °С;

Рм - плотность молока, равная 1020 кг/м3.

По общему количеству теплоты, которую необходимо отвести от молока, определяют и необходимую производительность по производству холода.

Для снижения потребной мощности на охлаждение молока может быть использована комбинированная система: при поступлении по молокопроводу молока в проточный теплообменник протекает процесс первичного снижения температуры молока за счет теплообмена с противотоком артезианской воды. То есть тепловая схема на молочной ферме, в которую интегрировано оборудование, обеспечивающее процесс утилизации теплоты в штатном технологическом процессе первичного охлаждения молока, может давать снижение энергозатрат за счет привлечения низкотемпературных тепловых ВЭР к тепловой обработке [6,7]. А для малых животноводческих ферм, имеющих в достаточном количестве низкотемпературные тепловые потоки - вторичные энергетические ресурсы (ВЭР), возможно и необходимо использовать.

Список использованной литературы:

1. Федеральный закон «О развитии сельского хозяйства» от 29.12.2006 N 264-ФЗ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_64930/

2. Морозов, Н.М. Переработка молока в прифермерских цехах / Н.М. Морозов // Техника и оборудование для села. - 2008. - №7(133). - С. 2-5. 82.

3. Бородин, И.Ф. Основные направления сбережения электрической энергии в сельском хозяйстве [Текст]/ И.Ф. Бородин // Энергосбережение в сельском хозяйстве: труды 2-ой Международной научно-технической конференции. Часть 1. - М.: ВИЭСХ, 2000. - С. 15-18.

4. Патент РФ на полезную модель №151926 «Тепловой насос». - /С.Д. Стрекалов, Л.П. Стрекалова, А.И. Грошев, Т.Е. Попова. - Приоритет № 201430822/06(049514) от 24.07.2014, зарегистрирован 30.03.2015.

5. Методические указания к самостоятельной работе по дисциплинам «Электротехнологические установки» и «Светотехника и электротехнологии»: Тепловые насосы для отопления и охлаждения воздуха в помещении /Л.П. Стрекалова, Т.Е. Попова.- Волгоград: ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ, 2015. -24с.

© Стрекалова Л.П., Попова Т.Е., 2023