установка для бесфреонового охлаждения молока

Формула изобретения

1. Установка для бесфреонового охлаждения молока, содержащая резервуар для молока, вакуумную емкость, линию дросселирования с терморегулирующим вентилем, насос высокого вакуума, насос низкого вакуума, конденсатор, запорный клапан, электровакуумметр, отличающаяся тем, что вакуумная емкость в своей нижней части соединена с нижней частью резервуара для молока трубопроводом, на котором установлен универсальный молочный насос, обратный клапан и вентиль.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что запорный клапан линии дросселирования установлен на поплавковом устройстве в верхней части резервуара для молока.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что верхняя часть резервуара соединена с источником воды, фильтром для очистки воды и дозирующим устройством.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в средней и нижней частях вакуумной емкости для молока установлены датчики уровня, электрически соединенные через блок управления с универсальным молочным насосом.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в резервуаре для молока установлен датчик температуры, электрически соединенный с блоком управления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельского хозяйства, молочной и пищевой промышленности и может быть использовано для охлаждения молока, воды и других жидких пищевых продуктов в резервуарах и емкостях любого типа без применения парокомпрессионных холодильных установок.

Известна установка для охлаждения молока, содержащая открытую или герметизированную молочную ванну, фреоновую холодильную установку, осуществляющую охлаждение молока через промежуточный хладоноситель - ледяную воду (см. , например, Зеликовский И.А., Каплан Л.Г. Малые холодильные машины и установки. М.: Пищевая промышленность, 1979).

Недостатком этой установки, как и других фреоновых холодильных установок, являются большие затраты энергии на охлаждение молока, так как отвод тепла от молока происходит через две металлические стенки: в молочной ванне и во фреоновом испарителе. Кроме того, фреоны нарушают экологический баланс в природе, разрушают атмосферный озон и подлежат запрету международными соглашениями.

Известна установка для бесфреонового охлаждения молока, содержащая резервуар для молока, вакуумную емкость, линию дросселирования с терморегулирующим вентилем, насос высокого вакуума, насос низкого вакуума, конденсатор, запорный клапан, электровакуумметр (RU 2108711 C1, A 01 J 9/04, 20.04.98). Эта установка является наиболее близкой к данному изобретению по технической сущности. Вакуумная емкость в этой установке выполнена теплоизолированной и соединена с конденсатором линией возврата конденсата.

Недостатком этой установки является невозможность применения ее на молочных фермах и молочных заводах с большими объемами обрабатываемого молока, так как создание теплоизолированных герметизированных вакуумных емкостей большой вместимости представляет собой сложную техническую задачу, они очень дороги в производстве и эксплуатации и по этой причине на фермах, молочных заводах для охлаждения молока они практически не используются. Кроме того, эксплуатация таких емкостей под вакуумом опасна с точки зрения техники безопасности. Особенно это относится к емкостям повышенной вместимости. Вместимость таких емкостей на объектах сельского хозяйства и пищевой промышленности составляет от 2,5 до 6 м³.

Наличие в прототипе специальной линии возврата конденсата не гарантирует необходимый уровень санитарного состояния молока и делает охладитель еще более дорогим. Отмеченные недостатки не дают возможности обеспечить широкое внедрение указанного охладителя на молочных фермах и молочных заводах.

Данное изобретение направлено на решение технической задачи, заключающейся в снижении капитальных и эксплуатационных затрат на оборудование при охлаждении молока, повышении эффективности и интенсивности процесса охлаждения молока и расширении сферы использования устройства.

Для достижения этого технического результата установка для бесфреонового охлаждения молока, содержащая резервуар для молока, вакуумную емкость, линию дросселирования с терморегулирующим вентилем, насос высокого вакуума, насос низкого вакуума, конденсатор, запорный клапан, электровакуумметр, отличается тем, что вакуумная емкость для молока в своей нижней части соединена с нижней частью резервуара для молока трубопроводом, на котором установлены универсальный молочный насос, обратный клапан и вентиль. Запорный клапан линии дросселирования может быть установлен на поплавковом устройстве в верхней части резервуара для молока. Верхняя часть резервуара может быть соединена с источником воды, фильтром для очистки воды и дозирующим устройством. В средней и нижней частях вакуумной емкости для молока могут быть установлены датчики уровня, электрически соединенные через блок управления с универсальным молочным насосом. В резервуаре для молока может быть установлен датчик температуры, электрически соединенный с блоком управления. Перечисленные конструктивные признаки создают следующий положительный эффект:

- возможность охлаждения молока в невакуумированных резервуарах любого типа и объема, что резко снижает их себестоимость и стоимость охлаждения молока, включая капитальные и эксплуатационные расходы, и существенно повышает безопасность их эксплуатации;

- возможность эффективно охлаждать молоко в резервуарах при изменении уровня молока в них по мере его поступления, например, от доильных аппаратов. Это дает возможность начинать процесс охлаждения молока практически одновременно с началом дойки и, что очень важно, позволяет использовать время дойки для охлаждения молока, не ожидая ее окончания. Это дает возможность сохранить качество молока наилучшим образом;

- практически устранить потери молока при его охлаждении вакуумным способом, не ухудшая санитарного состояния молока и без увеличения стоимости резервуаров и эксплуатационных затрат.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично изображен общий вид установки. Установка для бесфреонового охлаждения молока содержит вакуумную емкость 1 для молока, в своей нижней части соединенную нижней частью резервуара 2 для молока трубопроводом 3, на котором установлен универсальный молочный насос 4, обратный клапан 5 и вентиль 6, причем запорный клапан 7 линии 8 дросселирования установлен на поплавковом устройстве 9 в верхней части резервуара 2 для молока, верхняя часть которого сообщается с источником воды через фильтр 10 для очистки воды и дозирующее устройство 11. В средней и нижней частях вакуумной емкости 1 для молока установлены датчики 12 уровня, электрически соединенные через блок 13 управления с универсальным молочным насосом 4, а в резервуаре 2 для молока установлен датчик 14 температуры, электрически соединенный с блоком 13 управления. На вакуумпроводе установлены насосы 15, 16 высокого и низкого вакуума, электроконтактный вакуумметр 17, конденсатор 18 и вентиль 19, а на линии 8 дросселирования установлен терморегулирующий вентиль 20.

Установка для бесфреонового охлаждения молока работает следующим образом. Запускается вакуумная система с конденсатором 18. При этом включается насос 16 низкого вакуума. По сигналу электроконтактного вакуумметра 17, включается насос 15 высокого вакуума.

В вакуумной емкости для молока создается рабочий вакуум. Молоко по линии дросселирования 8 через запорный клапан 7 и терморегулирующий вентиль 20 подается на охлаждение в вакуумную емкость 1 для молока. Это происходит под действием разности давления в вакуумной емкости 1 для молока и атмосферного давления в резервуаре 2 для молока. Запорный клапан 7 установлен на поплавковом устройстве 9, перемещающемся вместе с уровнем молока в резервуаре 2. Это обеспечивает засасывание верхних теплых слоев молока при любом уровне молока в резервуаре 2. Образовавшиеся в процессе дросселирования через терморегулирующий вентиль 20 пары откачиваются насосом 15 высокого вакуума и подаются в конденсатор 18. При этом молоко интенсивно охлаждается. Терморегулирующий вентиль 20 отрегулирован так, чтобы уровнять интенсивность образования паров с производительностью вакуумного насоса 15 высокого вакуума. Попавшие в конденсатор 18 водяные пары конденсируются на его холодных поверхностях и накапливаются в нижней его части.

Насос 16 низкого вакуума выполняет в данном случае вспомогательную функцию по периодическому откачиванию из конденсатора неконденсирующихся газов и воздуха. Это происходит следующим образом. Воздух в небольших количествах растворен в молоке, а также может натекать через неплотности в вакуумной системе. По мере накопления воздуха давление в конденсаторе 18 повышается и по сигналу электровакуумметра 17 срабатывает соленоидный вентиль 19 и включается насос 16 низкого вакуума. Воздух из вакуумного объема откачивается и насос низкого вакуума выключается. Когда уровень охлажденного в вакуумной емкости 1 молока, поступающего по линии дросселирования 8, достигнет верхнего датчика уровня 12, включается универсальный молочный насос 4 и под развиваемым им давлением охлажденное молоко через обратный клапан 5 и вентиль 6 перекачивается в нижнюю часть резервуара 2, где концентрируется холодное молоко.

Универсальный молочный насос 4 отключается при понижении уровня молока в вакуумной емкости 1 (в процессе откачки молока) до нижнего датчика уровня 12 (по его сигналу). Сигнал на отключение может также поступать по временной программе с блока 13 управления. Уровень молока начинает расти. Повторение циклов откачки и охлаждения происходит до тех пор, пока температура молока в резервуаре 2 не снизится до заданной величины. При этом по сигналу датчиков температуры 14 устройство отключается.

В процессе охлаждения по такой технологии происходит перемешивание молока в резервуаре 2. Чтоб избежать потерь молока при испарении его под воздействием вакуума, расчетное количество воды (около 4%) подается в резервуар 2. Эта вода в процессе охлаждения будет играть роль хладагента.

Установка для бесфреонового охлаждения молока в резервуарах обеспечивает таким образом снижение уровня капитальных и эксплуатационных затрат и может быть эффективно использована практически на всех молочно-товарных фермах, молочных заводах и других предприятиях для охлаждения молока, воды и любых жидких продуктов.

Установка не требует использования дорогих парокомпрессионных установок и компрессорно-конденсаторных агрегатов, дорогого дефицитного и экологически вредного фреона. В работе используется дешевый хладагент - вода, не требуются также дорогие испарители поточного действия и специальные дорогие молочные вакуумные резервуары.

В результате использования изобретения за счет применения вакуумной герметизированной емкости в сочетании с универсальным молочным насосом и обратным клапаном расширяется сфера применения устройств, снижаются капитальные и эксплуатационные затраты, повышается эффективность и экологическая безопасность процесса охлаждения.