Modern milk cooling equipment

Abstract

Designs and characteristics of Russian milk coolers completed with refrigerating units produced by ZAO «Ostrov» (Mytischi) are considered. Characteristics of condensing units AK based on reciprocating compressors Maneurop are given. Schemes of refrigeration supply to milk coolers directly from the refrigerating unit with the use ofthe bottom ofthe reservoir as a cooling jacket or with the application of a water-cooling machine are presented.

Full Text

В настоящее время наибольшее распространение на российском рынке молокоохладителей получили компактные, надежные и высокопроизводительные резервуары-охладители молока открытого и закрытого типов. Они производятся и поставляются многими отечественными и зарубежными компаниями. Требования к этим молокоохладителям независимо от модели и конструкции регламентируются либо международным стандартом ISO 5708:1983 “Цистерны молочные охлаждаемые”, либо российским стандартом ГОСТ Р 5080395 “Резервуары-охладители молока. Общие технические требования”.

В публикуемой статье рассматриваются молокоохладители ОРМ производства Вологодского машиностроительного завода, входящего в группу компаний “Луч”, которая создана на базе предприятий бывшего Минсредмаша (теперь это федеральное агентство в составе Министерства промышленности и энергетики РФ), а также резервуары-охладители РО разработки ОКБ “Оскон” (Киров). И те и другие молокоохладители комплектуются холодильными агрегатами производства ЗАО “Остров” (Мытищи).

Внешний вид резервуара-охладителя молока представлен на рис. 1, а, основные его узлы на рис. 1, б.

Рис. 1. Резервуар—охладитель молока: а — внешний вид; б — основные узлы охладителя молока

В резервуаре с молоком 3 установлена мешалка 2, обеспечивающая перемешивание молока при охлаждении. Мешалка приводится от мотор-редуктора с цилиндрическими зубчатыми колесами. Ее прерывистый режим работы предотвращает отстой жира при хранении молока. Холодоснабжение осуществляется холодильным агрегатом 8. Охладитель оснащен системой управления и автоматики с пультом управления 5 и информационным табло 4 для наглядного отражения всей необходимой информации, в том числе о текущем режиме работы агрегата 8. Предусмотрена промывка резервуара, для чего в отсеке 6 установлен насос промывки. Коллектор 1 с моющими головками шарового типа обеспечивает эффективное удаление остатков с внутренней поверхности резервуара, выполненной для удобства очистки только с плавными переходами. Теплообменником 7, непосредственно отбирающим тепло от молока, может служить либо погруженный на дно резервуара автономный испаритель, либо само нижнее днище резервуара, выполненное в виде охлаждающей рубашки, как показано на рис. 2.

Рис. 2. Разрез днища резервуара, выполненного как теплообменник: 1 — молоко; 2 — испаритель; 3 — хладагент; 4 - термоизоляция; 5 — места точечной сварки

Таблица 1

Общие характеристики агрегатов АК

Модель агрегата	Объем ресивера, дм’	Заправка маслом, дм’	Вентилятор			Габаритные размеры, мм			Масса, кг
			Число	Диаметр, мм	Расход воздуха, м’/ч	Длина	Ширина	Высота
АК-МТ40-Н	7,9	1.0	1	450	5070	1180	760	890	120
АК-МТ64-Н	10,0	1,8	1	450	5100	1180	760	890	150
АК-МТ80-Н	14,0	3,9	1	500	6606	1400	1100	950	215

Таблица 2

Технические характеристики компрессорно-конденсаторных агрегатов серии ЛК

Модель	t , °C	R22	Температура кипения, °C
			10	5	0	-5	-10	-15	-20
АК-МТ40-Н	25	Qo	12,75	10,92	9,24	7,72	6,35	5,12	4,03
		No	3,42	3,20	2,96	2,70	2,44	2,16	1,86
		Iраб	5,86	5,55	5,22	4,90	4,57	4,26	3,96
	30	Qo	12,19	10,41	8,78	7,28	5,94	4,73	3,66
		No	3,69	3,43	3,15	2,86	2,56	2,26	1,95
		Iраб	6,24	5,85	5,47	5,09	4,73	4,38	4,05
	35	Qo	11,63	9,89	8,29	6,84	5,53	4,35	3,29
		No	3,96	3,64	3,33	3,01	2,69	2,36	2,04
		Iраб	6,63	6,16	5,71	5,28	4,88	4,49	4,14
	40	Qo	11,05	9,36	7,81	6,39	5,11	3,95	2,92
		No	4,21	3,85	3,50	3,14	2,79	2,44	2,10
		Iраб	7,00	6,47	5,96	5,46	5,00	4,58	4.20
АК-МТ64-Н	25	Qo	19,19	16,34	13,70	11,31	9,16	7,26	5,62
		No	5,39	4,94	4,49	4,04	3,59	3,14	2,69
		Iраб	9,14	8,47	7,84	7,25	6,70	6,20	5,74
	30	Qo	18,10	15,39	12,88	10,59	8,55	6,73	5,15
		No	5,72	5,22	4,74	4,26	3,78	3,30	2,83
		Iраб	9,63	8,88	8,18	7,53	6,93	6,37	5,89
	35	Qo	17,02	14,44	12,08	9,91	7,96	6,20	4,69
		No	6.04	5,51	4,97	4,45	3,95	3,46	2,96
		Iраб	10,12	9,29	8,51	7,79	7,14	6,55	6,02
	40	Qo	15,94	13,53	11,28	9,24	7,40	5,76	4,30
		No	6,34	5,76	5,19	4,64	4,09	3,57	3,06
		Iраб	10,60	9,68	8,84	8,05	7,33	6,68	6,12
АК-МТ80-Н	25	Qo	24,50	20,93	17,62	14,59	11,85	9,39	7,25
		No	6,56	6,00	5,46	4,93	4,41	3,92	3,44
		Iраб	10,71	9,87	9,09	8,36	7,69	7,08	6,54
	30	Qo	23,13	19,75	16,59	13,70	11,08	8,73	6,65
		No	6,97	6,35	5,74	5,18	4,64	4,12	3,61
		Iраб	11,35	10,38	9,48	8,70	7,98	7,33	6,73
	35	Qo	21,75	18,56	15,59	12,85	10,33	8,09	6,10
		No	7,38	6,72	6,08	5,47	4,88	4,32	3,80
		Iраб	11,99	10,95	9,99	9,10	8,29	7,58	6,95
	40	Qo	20,40	17,39	14,59	12,01	9,66	7,53	5,61
		No	7,85	7,11	6,42	5,78	5,16	4,57	4,01
		Iраб	12,76	11,56	10,49	9,54	8,67	7,89	7,19

Q_o, кВт -холодопроизводительность; N_o, кВт -потребляемая мощность; I_мб, А — рабочий ток.

Основу любого молокоохладителя составляет компрессорно-конденсаторный агрегат, в общем случае включающий холодильный компрессор, конденсатор воздушного охлаждения, жидкостный ресивер и терморегулирующий вентиль. Наиболее дорогостоящим узлом холодильного агрегата или машины в целом является компрессор. В агрегатах производства компании “Остров” используются герметичные поршневые компрессоры фирмы Maneurop (Франция) серии МТ (рис. 3), максимально приспособленные к условиям работы в составе охладителей молока благодаря их повышенной стойкости к “влажному ходу” и так называемому “заливу”, высокому уровню максимально допустимых температур нагнетания и повышенному ресурсу работы.

Рис. 3. Холодильные компрессоры серии МТ

Таблица 3

Характеристики резервуаров—охладителей молока серии ОРМ

Показатели	Марка резервуара-охладителя молока
	Г6-ОРМ-2500	Г6-ОРМ-3500	Г6-ОРМ-5000
Вместимость охладителя номинальная, л	2500	3500	5000
Время охлаждения молока в течение первого цикла (дойки) от 35 до 4 °C, мин, не более	1/2 вместимости 180	1/3 вместимости 180	1/2 вместимости 180
Установленная мощность (при 3x380 В, 50 Гц), кВт, не более	8,5+5,5+0,37+ + 1,1	12,5	17,0+3,2+ +0,37+1,1
Число холодильных агрегатов (R22), шт.	1	2	2
Способ охлаждения	Непосредственный
Число моющих головок, шт.	2	2	2
Число мешалок, шт.	1	1	1
Температура молока при хранении,°С, не более	4...6	4...6	4...6
Температура окружающей среды, °C	10...32	1O...32	10...32
Присоединительные размеры патрубков: моющих головок заполнения и слива	Rd62 Rd78	Rd62 Rd78	Rd62 Rd78
Габаритные размеры, мм: резервуара хладагрегата водоподогревателя	2560x1425x2060 1200x800x790 1570x489x489	3860x1425x2060 1040x640x1250 1570x489x489	4150x1425x2060 1200x800x1580 1570x489x489
Масса, кг: резервуара блока агрегатов водоподогреватель + вода	570 160 60+200	730 169 60+200	1000 320 60+200

На базе компрессоров серии МТ в ЗАО “Остров” созданы серийно выпускаемые компрессорно-конденсаторные агрегаты АК, максимально адаптированные к работе в условиях нестационарной тепловой нагрузки и переменных температур окружающего воздуха, характерных для молокоохладителей. Общий вид этих агрегатов приведен на рис. 4, их основные характеристики в табл. 1 и 2.

Рис. 4. Общий вид компрессорно-конденсаторных агрегатов серии АК

Агрегаты серии АК помимо штатной комплектации могут быть по желанию заказчика дополнительно укомплектованы реле защиты от “холодного пуска”, отделителем жидкости, системой регулирования давления конденсации и др., что выгодно отличает их от аналогичнных агрегатов на базе компрессоров L’Unite Hermetique (Tecumseh).

Таблица 4

Общие характеристики водоохлаждающих машин С В-МН

Модель машины	Заправка минеральным маслом 160Р, дм3	Вентилятор			Габаритные размеры, мм			Масса, кг
		Число	Диаметр, мм	Расход воздуха, м3/ч	Длина	Ширина	Высота
СВ-МН60Х	7.8	2	500	12530	1610	1000	1400	320
СВ-МН76Х	7,8	2	630	19560	2000	1000	1400	320
СВ-МН96Х	7,8	3	630	33000	2990	1000	1650	490

Таблица 5

Технические характеристики водоохлаждающих машин серии СВ-МП

Модель	Хладоноситель	"С	Температура окружающей среды,"С
			20		25		30		35
			кВт	кВт	кВт	N, кВт	кВт	N, кВт	%’ кВт	кВт
СВ-МН60Х	30%-ный раствор пропиленгликоля	-10	22,0	9,6	20,4	9,9	18,8	10,2	17,0	10,5
		-8	24,0	9,9	22,4	10,3	20,7	10,7	18,9	11,0
		-6	26,1	10,3	24.4	10,7	22,5	11,1	20,8	11,5
		-4	28,2	10,7	26,3	11.1	24,4	11,6	22,8	12,0
		-2	30,2	11,1	28,3	11,5	26,3	12,0	24,7	12,5
		0	32,3	11,5	30,3	11,9	28,2	12,5	26,6	13,0
		2	35,1	11,8	33,0	12,3	30,8	13,0	28,6	13,6
	Вода	4	39,3	12,4	37,0	13,0	34,4	13,7	32,2	14,4
		6	42,0	12,7	39,6	13,4	36,8	14,2	34,5	14,9
		8	44,6	13,1	42,1	13,8	39,1	14,6	36,7	15,4
		10	47,1	13,4	44,6	14,2	41,4	15,1	39,0	16,0
СВ-МН76Х	30%-ный раствор пропиленгликоля	-10	29.7	11,8	27,8	12,5	25,9	13,2	23,5	13,7
		-8	32,6	12,4	30,7	13,1	28,6	13,8	26,3	14,4
		-6	35,6	12,9	33,5	13,7	31,2	14,4	29,0	15,1
		-4	38,5	13,5	36,3	14,2	33,9	15,0	31,8	15,8
		-2	41,4	14,0	39,1	14,8	36,5	15,7	34,5	16,4
		0	44,4	14,6	41,9	15,4	39,1	16,3	32,7	17,1
		2	48,3	15,1	45,5	16,1	42,6	17,0	40,0	17,8
	Вода	4	53,6	15,9	50,6	16,9	47,2	17,9	44,1	18,9
		6	57,0	16,5	53,9	17,4	50,2	18,6	47,0	19,5
		8	60,6	17,0	57,3	18,0	53,4	19,3	50,0	20,3
		10	64,0	17,6	60,6	18,6	57,4	19,9	53,4	21,1
СВ-МН96Х	30%-ный раствор пропиленгликоля	-10	37.5	14,8	35,2	15,6	32,8	16.5	30,6	17,2
		-8	41,2	15,4	38,8	16,3	36,2	17,2	33,8	18,0
		-6	45,0	16,1	42,3	17,0	39,6	17,9	37,0	18,8
		-4	48,7	16,7	45,9	17,7	43,0	18,7	40,1	19,6
		-2	52,4	17,4	49,5	18,4	46,3	19.4	43,3	20,3
		0	56,1	18,0	53,0	19,1	49,7	20,1	46,4	21,1
		2	61,2	18,7	58,0	19,7	54,2	21,0	50,8	22,0
	Вода	4	67,8	19,6	64,1	20.8	60,0	22,1	56,1	23,3
		6	72,4	20,2	68,4	21,5	64,1	22,9	59,9	24,2
		8	77,0	20,8	72,7	22,2	68,1	23,6	63,5	25,0
		10	81,4	21,5	76,8	22,9	72,0	24,4	68,3	25,9

Использование агрегатов АК в составе резервуаров-охладителей молока дает возможность создать современные высоконадежные и относительно недорогие резервуары-охладители молока ОРМ, технические характеристики которых приведены в табл.3.

Цена резервуаров-охладителей ОРМ от 342000 до 580000 руб. при комплектации CIPмойкой и от 361500 до 594100 руб. при дополнительной комплектации электроводоподогревателем.

В серии ОРМ выпускаются также резервуары-охладители вместимостью 450 и 1000 л стоимостью соответственно 139 500 и 174 000 руб.

Важным элементом резервуаров-охладителей является система их мойки и подготовки к повторному использованию. В резервуарах производства Вологодского машиностроительного завода (ВМЗ) и группы компаний “Луч” процедура мойки максимально автоматизирована.

Резервуары-охладители молока оснащаются современными системами мойки, функционирующими в полуавтоматическом и автоматическом режимах работы.

В полуавтоматическом режиме управление циклами мойки обеспечивается оператором.

В автоматическом режиме управление циклами мойки происходит по программе, заложенной в электронный контроллер. Имеется возможность запуска любого отдельного цикла программы.

Система мойки изготовлена из нержавеющих материалов, имеет насос для закачки моющих растворов и электромагнитную запорную арматуру.

Таблица 6

Характеристики резервуаров—охладителей молока серии РО

	Открытые резервуары		Закрытые резервуары
	РО-1,25	РО-2,5	РО-3,0	РО-5,0	РО-6,0
Рабочая вместимость, л	1250	2500	3000	5000	6000
Время охлаждения при 50 %-ном заполнении с температуры 35 до 4 °C, ч	3	3	3	3	3
Число доек	2	2	2	2	2
Способ охлаждения	Непосредственный
Модель холодильного агрегата	АК-МТ40-Н	АК-МТ64-Н	АК-МТ80-Н	2хАК-МТ 64-Н	2хАК-МТ 80-Н
Хладагент	R22	R22	R22	R22	R22
Холодопроизводительность, кВт	8,29	12,08	15,59	2-12,08= =24,16	215.59= =31,18
Мощность привода мешалки, кВт	0,25	0,37	0,55	0,75	0,75
Мощность насосасмесителя, кВт	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Площадь испарителя, м2	2x0,9= 1,8	2x1,7=3,4	2x1,9=3,8	2x2,96=5,9	2x3,2=6,4
Габаритные размеры без холодильного агрегата, мм, не более:
длина	2000	2100	2150	2400	2500
ширина	1300	1800	1700	2000	2100
высота	1100	1100	1500	1900	2100
Масса без холодильного агрегата, кг	400	550	600	775	825
Цена, тыс. руб.	180,2	283,2	330	520	592,3

Отличительной особенностью резервуаров-охладителей молока разработки ОКБ “Оскон” (Киров), также оснащенных холодильным оборудованием производства ЗАО “Остров”, является возможность их использования для охлаждения молока по двум схемам.

Первая схема (верхняя на рис. 5) с агрегатом серии АК на базе поршневых герметичных компрессоров типа МТ аналогична схеме молокоохладителей ВМЗ.

Рис. 5. Схемы холодоснабжеиия молокоохладителей

Во второй схеме (нижняя на рис. 5) используется водоохлаждающая машина СВ-MH, которая изготовляется в двух исполнениях: “О” с конденсатором, смонтированным на той же раме, что и компрессорно-ресиверный агрегат, и “Р” с выносным конденсатором воздушного охлаждения, который устанавливается там, где это удобно потребителю.

Преимущества второй схемы заключаются в том, что машина обслуживает несколько резервуаров с молоком и работает практически при постоянной тепловой нагрузке, что существенно облегчает регулирование и заметно продлевает ресурс компрессоров. Недостатки схемы состоят в сложности гидравлического контура, а в некоторых случаях в необходимости оснащения водоохлаждающей машины специальным гидромодулем, включающим буферный бак, насосы и гидравлическую арматуру. Характеристики водоохлаждающих машин серии СВМН приведены в табл. 4 и 5, их общий вид в исполнении “О” на рис. 6. Для приведенных моделей в каждой машине используются по 2 герметичных поршневых компрессора Maneurop и пластинчатый испаритель.

Рис. 6. Общий вид водоохлаждающей машины СВ-МН

Внешний вид резервуаров-охладителей разработки ОКБ "Оскон” показан на рис. 7, их технические характеристики даны в табл. 6.

Рис. 7. Внешний вид резервуаров-охладителей серии РО