Қазақстандағы сүт өндірісінің технологиялық ерекшеліктері
Сиыр саууға қажет қондырғыларды есептеу
жүктеу/скачать 129.26 Kb.
|
| 2.2 Сиыр саууға қажет қондырғыларды есептеу
Шаруа қожалығы фермасының даму перспективасын ескере отырып, сауылатын сиыр санын m = 560 бас, ал сиырдан сауылатын сүт мөлшерін М = 12000 кг деп аламыз. Сиырларды күніне 2 рет, таңғы және кешкі сағат алтыда сауамыз. Шаруашылықтағы сауын мал санына, сүттілігіне және сауыншылардың кәсіби біліктілігіне байланысты қажетті қондырғыны таңдап алады. Фермада алғашқы өңдеуден өткізілетін сүттің жалпы жылдық мөлшерін мына өрнекпен анықтаймыз: Мж = Морт m, (1) мұнда Морт – бір сиырдан жылына сауылатын сүттің орташа мөлшері, кг; m – фермадағы сауылатын сиыр саны. Мж = 3000 · 560 = 1680000 кг = 1680 т. Сауылатын сүттің максималды тәуліктік мөлшерін мына өрнекпен табамыз, кг: Ммакс. тәул. = Мж КбКс / 365, (2) мұнда Кб – сиыр сауудың жыл бойындағы бірқалыпсыздық коэффициенті, (Кб= 1,2...2,0); Кс – сиырдың суалғандығын ескеретін коэффициент, (Кс= 0,8...1,0). Ммакс. тәул. = 1680000 · 1,5 · 0,9 / 365 = 6213,6 кг. Сиырды бір рет сауғандағы максималды сүт мөлшері, кг Ммакс. бір = Ммакс. тәул. /2 . (3) Ммакс. бір = 6213,6 /2 = 3106,8 кг. Сиырды машинамен сауу және сүтті алғашқы өңдеу тасқынды – технологиялық желісінің өнімділігі, кг/сағ, Qс = Ммакс. бір / Т3 , (4) мұнда Т3 – табындағы барлық сиырды саууға белгіленген уақыт, сағ (Т3=1...3,0). Qс = 3106,6/3 = 1035,5 кг/сағ. Сиыр сауу желісінің өнімділігі, сиыр/сағат Qсж = m / Т3 = 560 / 3 = 187 сиыр/сағ. n с.қ = Qсж / Qс.қ. , мұнда Qс.қ. – сауын қондырғысының өнімділігі, сиыр/сағ. Жауапкершілігі шектеулі серіктестікте типтік сауын қондырғыларының ішінен сүтті сауын залында сауатын автоматтандырылған УДА - 8А «Тандем» қондырғысын таңдап аламыз. Оның сағаттық өнімділігін, қондырғыға бір оператор қызмет көрсететіндікін ескере отырып (Nоп = 1), мына өрнек бойынша анықтаймыз, сиыр/сағ: Qс.қ.= 60 kст / (tс+ tқ), (5) мұнда kст – қондырғыдағы станоктар саны, (УДА–8А «Тандем» қондырғысы үшін kст= 8); tс – машинамен сауу уақыты, мин; tқ – қолмен атқарылатын операцияларға жұмсалатын уақыт шығындары, мин сауын залдарында – 0,8...1,083 мин). Сиырдың сүт бергіштігіне байланысты бір сиырды сауудың орташа ұзақтығы, мин, tс = 0,33 q + 2,78 , мұнда q – бір сиырдан бір жолы сауылатын сүт, кг. q = M / 305φ , (6) мұнда М – лактация кезіндегі сиырдың сүт бергіштігі, кг; 305 – лактация күндерінің ұзақтығы; φ – тәуліктегі сиыр сауу саны. q = 3000 / 305 · 2 = 4,92 кг. tс = 0,45 · 4,92 + 4,78 = 7 мин. Сонда УДА – 8А «Тандем» сауын қондырғысының өнімділігі Qс.қ.= 560 · 8 / (7 + 1) = 560 сиыр/сағ. Қажетті сауын қондырғысының саны n с.қ = 560 / 60 = 9,33 ≈ 10 қондырғы. Табындағы барлық сиырды саууға қажет дәл уақытты былай табамыз: Т13 = m / Qс.қ. , (7) Т13 = 560 / 560 = 1,0 сағат = 60 минут. 2.3 Сүтті алғашқы өңдейтін цехтың жабдықтарын есептеу және таңдап алу Сүтті алғашқы өңдеу цехына жылына түсетін сүттің көлемі мынаған тең: Мж = Морт m = 560 · 3000 = 1680000 кг = 1680 т Сиырлардан тәулігіне және бір жолы сауылатын сүт мөлшерін жоғарыда анықтап алдық: Ммакс. тәул. = 6213,6 кг. Ммакс. бір = 3106,8 кг. Сиырды саууға таңдап алынған УДА – 8А «Тандем» қондырғысында мынадай операциялар атқарылады: сүт жабдығын сауу алдында жуып – шаю; сиырларды сауын залы мен станоктарға кіргізу; сиыр желінін жуу; сиырды машинамен сауу; сиырды машинамен автоматты түрде сарқа сауу; МД–Ф–1 сауу манипуляторымен сауу стакандарын автоматты түрде түсіру және сиыр желінінен шығару; сиырларды станоктар мен сауын залынан шығару; әрбір сиырдан сауылған сүтті есептеу; сауылған сүтті сүзгіден өткізу, салқындату және сүт сақтайтын ыдысқа тасымалдау; қатты құнарлы азықтарды тарату, сауын қондырғысын және сүт тасымалдау құбырларын жуып – шаю. УДА – 8А «Тандем» сауын қондырғысында сүтті алғашқы өңдеу былайша жүргізіледі: сауылған сүт сауын аппараттарынан сүт құбыртүтіктері арқылы сүтжинағыш ыдысқа жиналады. Бұл ыдыстан сүт НМУ–6 сорабымен сүзгі және пластиналы салқындатқыш арқылы резервуар – салқындатқышта сақтауға тасымалданады. Жоба бойынша жауапкершілігі шектеулі серіктестікте өндірілген сүтті жергілікті тұрғын халыққа сату қарастырылмағандықтан, оны сүзу, суыту, пастерлеу қажет. Сондықтан, сүтті алғашқы өңдеу желісіне пастерлеуіш ыдысты енгіземіз. Сүтті пастерлеуге ВДП типтес ұзақ мерзімді пастерлеуіш ыдыстар, ВПУ–500, ВПЭ–300 әмбебап ыдыстары, Г2–ОТ2–А әмбебап танкісі, т.б. қолданылады. Осылардың ішінде ВДП типтес пастерлеуіштер құрылысы жағынан қарапайым болып келеді, әрі сүттің аз мөлшерін қыздыра алады. Олардың сыйымдылығы 300, 600 және 1000 дм3 болып келеді. Сүтті алғашқы өңдеу желісінде бір жолы қыздырылатын сүт мөлшеріне (Ммакс. бір = 277 кг) байланысты ВДП–300 пастерлеуіш ыдысын таңдаймыз.Ұзақ мерзімді пастерлеуіш ыдыстың жылулық тексеру есептеуін жүргіземіз. Алдымен 1 және 2–қосымшалардан [23] сүт пен салқындатушы судың меншікті жылусыйымдылығы мәндерін табамыз: tсс1= 10 С болғанда Ссс = 4,235 кДж / ( кг · 0С); tс = 35...40С болғанда Сс= 3,896 кДж ( кг · 0С). Салқындатушы судың ыдыстан шығардағы температурасын мына өрнек бойынша анықтаймыз: tсс2 = tcс1 + Cс ( tс - tс2) / Ссу · n , (8) tcс2 = 1 + 3,896 · (35 – 4) / 4,235 · 3 = 10,51 0С. Сүт пен cалқындатушы су температураларының орташа логарифмдік айырмасын былай табамыз: tmax = tс1 – tсс2 = 35 – 10,51 = 24,09 0С, tmin = tс2 – tсс1 = 4 – 1= 3 0С. tорт = ( tmax – tmin) / 2,3 lg tmax / tmin , (9) tорт = (24,09 – 3) / 2,3 lg 24,09 /3 = 10,14 0С. Сүтті салқындату температурасына дейін (tс2 = 40С) бір циклда суытқандағы ыдыстың жылулық жүктемесін, ыдыстың сыйымдылығы 100% пайдаланылады деп анықтаймыз, яғни m = 1,0 Vж = 1,0 · 300 дм3 = 300 дм3, Qс = m cс ( tс1 – tс2) = 300 · 3,896 (35 – 4) = 36232,8 кДж . Ыдыстың сүтті салқындату режимінде жұмыс істегендегі орташа жылубергіштік коэффициентін мына өрнекпен табамыз: k c = Qс / F · tорт · T, (10) мұнда Т – сүтті tс1= 350 С – тан tс2= 40 С – қа дейін салқындату циклының ұзақтығы, Т = 3 сағат; F – ыдыстың жылу алмастырушы бетінің ауданы, F = 4 м2 k c = 36232,8 / 4 ·10,14 · 10800 = 0,082714 кВт /(м2 · 0С) = 82,714 Вт /(м2 · 0С). Сүттің пастерлеу температурасына жету ұзақтығын есептейміз. Ол үшін алдымен 1 және 2–қосымшалардан қыздырушы су мен сүттің меншікті жылусыйымдылығы мәндерін табамыз: tқс1= 950 С болғанда Сқс = 4,225 кДж / ( кг · 0С); tс = 35...630С болғанда Сс= 3,8876 кДж ( кг · 0С). Қыздырушы судың ыдыстан шығардағы температурасын мына өрнек бойынша анықтаймыз: tқс2 = tқс1 - Cс ( tс3 - tс1) / Ссу · n , (11) tқс2 = 95 – 3,8876 · (63 – 35) / 4,225 · 3 = 86,38 0С. Сүт пен қыздырушы су температураларының орташа логарифмдік айырмасын былай табамыз: tmax = tқс2 – tс1 = 86,38 – 35 = 51,38 0С, tmin = tқс1 – tс3 = 95 – 63 = 32,0 0С. tорт = ( tmax – tmin) / 2,3 lg tmax / tmin , (12) tорт = (51,38 – 32,0) / 2,3 lg 51,38 /32,0 = 40,9 0С. Сүтті пастерлеу температурасына дейін (tс3 = 630С) қыздырғандағы ыдыстың жылулық жүктемесін, ыдыстың сыйымдылығы 100% пайдаланылады деп анықтаймыз, яғни m = 1,0 Vж = 1,0 · 300 дм3 = 300 дм3, Qж = m cс ( tс3 – tс1) = 300 · 3,8876 (63 – 35) = 32656 кДж . Сүтті қыздыру кезінде оның тұтқырлығы төмендейді, әрі жылу беру жағдайы жақсаратындықтан орташа жылубергіштік коэффициентін 1,5 есе ұлғайтамыз, яғни kж = 1,5 kс = 1,5 · 82,714 = 124,071 Вт / (м2 · 0С). Сүттің пастерлеу температурасына жету ұзақтығын мына өрнек бойынша табамыз: Тж = Q / k F tорт= 32656 / 0,124071 · 4 · 40,9 = 1608,7 с = 26,8 мин. Сүтті tс3 = 630С температурасында Тұ = 30 мин бойы қыздырып ұстайды. Сонда пастерлеу уақыты мынаған тең болады: Тпаст = Тж + Тұ = 26,8 + 30 = 56,8 мин. Сүтті пастерлегеннен кейінгі салқындату уақытын анықтау үшін 1 және 2–қосымшалардан [23] сүт пен салқындатушы судың температураның tсс = 1...20 0С болғанда Ссс = 4,22 кДж / ( кг · 0С); tс = 63...40С болғанда Сс= 3,84 кДж ( кг · 0С). Салқындатушы судың айналым саны n = 3 болған кездегі ыдыстың жылуалмастыру жейдесінен шығардағы температурасын мына өрнек бойынша анықтаймыз: tсс3 = tcс1 + Cс ( tс3 - tс2) / Ссу · n , (13) tcс3 = 1 + 3,84 · (63 – 4) / 4,22 · 3 = 17,89 0С. Сүт пен cалқындатушы су температураларының айналым саны n=3 болған кездегі орташа логарифмдік айырмасын былай табамыз: tmax = tс3 – tсс3 = 63 – 17,89 = 45,11 0С, tmin = tс2 – tсс1 = 4 – 1= 3 0С. tорт = ( tmax – tmin) / 2,3 lg tmax / tmin , tорт = (45,11 – 3) / 2,3 lg 45,11 /3 = 15,49 0С. Сүтті пастерлеу температурасынан (tс3 = 630С) кейін, tс2 = 40С температураға дейін салқындатқандағы ыдыстың жылулық жүктемесі (сүт ыдысқа 100% толтырылған деп алған жағдайда) мынаған тең: Qс.паст. = m cс ( tс3 – tс2) = 300 · 3,84 (63 – 4) = 67968 кДж . Жалпы орташа жылубергіштік коэффициентін былайша анықтаймыз: kс.паст = (kс + kқ) / 2 = (0,082714 + 0,124071) / 2 = 0,1034 кВт / (м2 · 0С). Сүттің пастерлеуден кейінгі салқындату температурасына айналым саны n=3 болған кездегі жету ұзақтығын мына өрнек бойынша табамыз: Тс.паст = Qс.паст / kс.паст F tорт= 67968 / 0,1034 · 4 · 15,49 = 10608,9 с = 2,95 сағ. Сүтті ВДП–300 пастерлеуіш ыдысында пастерлеу мен салқындату циклының жалпы ұзақтығын мына өрнек бойынша есептейміз: Тц = Тт +Тж + Тұ + Тс.паст + Тб + Тжуу (14) ВДП–300 пастерлеуіш ыдысын сүтпен толтыру уақытын Тт = 3 мин = 0,05 сағат деп аламыз. ВДП–300 пастерлеуіш ыдысын сүттен босату уақытын диаграмма бойынша. Тб = 5,84 мин = 0,1 сағат деп анықтаймыз. ВДП–300 пастерлеуіш ыдысын жуып – шаю уақытын Тт = 6 мин = 0,1 сағат деп аламыз. Сонда Тц = 0,05 + 0,45 + 0,5 + 2,95 + 0,1 + 0,1 = 4,15 сағат. Пастерленген сүтті салқындату үшін негізінде суық су пайдаланылады. Ал суды суыту үшін бізге суытқыш (тоңазытқыш) қондырғы қажет. Бізге қажет су суытқыштың сағаттық өнімділігі неге тең болуы керек, соны табамыз: G = Qс· С ( tс3 – tс2 ) = 227 · 3,95 ( 63 – 4) = 52903 кДж/ сағ = 15 кВт/сағ. Жасанды суық көзі ретінде ТХУ типтес жылутоңазытқыш қондырғылары, УВ– 10–01; МВТ–14–1–0, АВ – 30, т.б. су суытқыш қондырғылары пайдаланылады. Осылардың ішінен ТХУ типтес жылутоңазытқыш қондырғысы жобадағы есептелетін желіге сай келеді. Мұндай қондырғылардың ішінен ТХУ–14 типтес қондырғыны таңдаймыз. Оның суық өндіргішінің сағаттық өнімділігі Gс = 16,86 кВт/сағ, жылу өндіргіштігі Gж = 21,5 кВт/сағ, тұтынатын қуаты – 7,5 кВт/сағ, ауданы– 1,25 м2, массасы – 550 кг. Осындай қондырғыдан қаншасы керек екенін табамыз: n = G / Gс = 15 / 16,86 = 1 қондырғы. Тоңазытқыш қондырғының тәулігіне қанша сағат істейтінін табамыз: Ттоң = 2 G T3 / Gс = 2 · 15 · 0,83 / 16,86 = 1,47 сағ = 1,5 сағ. Ал пастерленген суытылған сүтті уақытша сақтау үшін резервуар – салқындатқыш ыдысты есептейміз. Тәулігіне сауылатын сүт мөлшері Ммакс. тәул .= 554 кг болғандықтан, сүт салқындатқыш ыдыстың сыйымдылығын V = 0,6 м3 деп аламыз. Салқындатқыш ыдыстың пішінін тік төртбұрышты, енін – 600 мм, ал биіктігін – 800 мм етіп аламыз. Сонда оның ұзындығы мынаған тең: L = V / F = 0,6 / 0,6 · 0,8 = 1,25 м. Сүт салқындатқыш ыдыстың толық есептеулерін жобаның конструкторлық жасалым бөлімінде келтіреміз. жүктеу/скачать 129.26 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|