板式熱換器在奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)制冷設(shè)備上的應(yīng)用

李玉霞

(1.甘肅省武威市天祝縣打柴溝鎮(zhèn)畜牧站，甘肅 天祝 733200)

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板式熱換器在奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)制冷設(shè)備上的應(yīng)用

李玉霞

(1.甘肅省武威市天?？h打柴溝鎮(zhèn)畜牧站，甘肅 天祝 733200)

為提高牛奶品質(zhì)，降低牛奶入制冷罐口溫度，縮短牛奶的制冷時(shí)間，防止因天氣溫度和牛奶自身溫度造成牛奶制冷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響牛奶品質(zhì)。本文就在養(yǎng)殖場(chǎng)擠奶設(shè)備上應(yīng)用板式熱換器進(jìn)行牛奶入制冷罐前的預(yù)制冷的意義和設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，為提高奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)效益提高一定的理論參考。

板式熱換器；奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)；制冷設(shè)備；應(yīng)用

在奶牛養(yǎng)殖過(guò)程中，牛奶的品質(zhì)是奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)的生命線(xiàn)，是提升奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)效益的核心[1]。然而如何通過(guò)改善牛奶的保存條件提高牛奶品質(zhì)成為了奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)的一個(gè)重要難題。本人通過(guò)奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，探索在養(yǎng)殖場(chǎng)擠奶設(shè)備上應(yīng)用板式熱換器進(jìn)行牛奶入制冷罐前的預(yù)制冷，有效的降低了牛奶入制冷罐口溫度，提高牛奶制冷罐壓縮機(jī)制冷效率，縮短制冷時(shí)間，改善了奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)牛奶的保存條件，提高了牛奶的品質(zhì)。

1 在奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)擠奶設(shè)備上應(yīng)用板式熱換器的意義

1.1 降低牛奶入奶罐口溫度，縮短壓縮機(jī)制冷時(shí)間

利用板式熱換器進(jìn)行牛奶的預(yù)制冷能有效的降低了牛奶入奶罐口溫度，在夏季最大限度的減輕了制冷罐壓縮機(jī)的負(fù)荷，縮短了制冷罐將牛奶制冷到4℃時(shí)的時(shí)間夏季達(dá)6.5分鐘，冬季達(dá)6分鐘。尤其是在夏天日產(chǎn)奶量高達(dá)到10噸以上時(shí)將有效的杜絕擠奶機(jī)擠出牛奶因制冷罐制冷能力制約制冷不及時(shí)導(dǎo)致牛奶酸度偏高問(wèn)題的發(fā)生，保障了牛奶的貯存安全。

1.2 改善了牛奶的風(fēng)味及保存條件

利用板式熱換器進(jìn)行牛奶的預(yù)制冷有效的改善了牛奶的風(fēng)味及保存條件。在未利用板式熱換器條件下，擠奶機(jī)出奶口溫度夏季平均達(dá)32.3℃，冬季平均達(dá)28.3℃，直接到達(dá)制冷罐與達(dá)到保存條件4℃的牛奶進(jìn)行接觸，造成保存在制冷罐內(nèi)的牛奶與直接接觸牛奶混合溫差大，引起牛奶風(fēng)味改變，如遇產(chǎn)奶量高的時(shí)節(jié)，常常導(dǎo)致牛奶酸度偏高。而利用板式熱換器的擠奶機(jī)制冷罐可改變牛奶從擠奶機(jī)出來(lái)到制冷罐的“硬著陸”變?yōu)椤败浿憽?，防止牛奶在制冷過(guò)程中因不斷注入熱牛奶造成真?zhèn)€制冷過(guò)程越制冷越熱的現(xiàn)象發(fā)生，減少溫度大幅度的差異變化對(duì)牛奶品質(zhì)及風(fēng)味的影響。

1.3 建造簡(jiǎn)便，維護(hù)保養(yǎng)方便

板式熱換器具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、清洗維修方便的優(yōu)點(diǎn)。其換熱片采用不銹鋼材質(zhì)符合食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)不影響牛奶的衛(wèi)生質(zhì)量，換熱片之間的橡膠墊片采用內(nèi)嵌式在兩換熱片之間通過(guò)螺栓壓緊，不與在換熱器中流通的牛奶直接接觸，保障了牛奶的衛(wèi)生安全和質(zhì)量品質(zhì)。

2 應(yīng)用板式熱換器進(jìn)行牛奶預(yù)制冷的模式設(shè)計(jì)

2.1 板式熱換器的來(lái)源

在設(shè)計(jì)模式中采用的板式熱換器系蘭州蘭石換熱設(shè)備有限公司生產(chǎn)，產(chǎn)品型號(hào)：BR06型板式熱換器，單片換熱面積0.655 m2，設(shè)計(jì)溫度：180℃，設(shè)計(jì)壓力：2.5 MPa,最大組裝面積：200 m2，最大處理量：250 m3/h，法蘭公稱(chēng)通徑：125/150 mm。

2.2 設(shè)計(jì)模式中板式換熱器換熱介質(zhì)B的選擇

受牛奶質(zhì)量安全和衛(wèi)生狀況的限制，在板式熱換器進(jìn)行牛奶預(yù)制冷設(shè)計(jì)模式中介質(zhì)B應(yīng)選擇為水是基于以下幾個(gè)方面的考慮。

2.3.1 水的比熱容大，在充分的冷卻后完全達(dá)到設(shè)計(jì)所需效果 水的比熱容為1，是自然界中比熱容最大的物質(zhì)之一，能在設(shè)計(jì)模式運(yùn)行的全過(guò)程進(jìn)行重復(fù)循環(huán)冷卻，且來(lái)源方便，易于維護(hù)保養(yǎng)，可操作性強(qiáng)。

2.3.2 基于牛奶質(zhì)量安全的考慮 由于本設(shè)計(jì)模式中使用冷卻水對(duì)牛奶進(jìn)行熱量的相互傳遞，達(dá)到預(yù)制冷的效果。但是在實(shí)際工作當(dāng)中，選擇水的安全型比其他冷媒介質(zhì)要高。這是因?yàn)楸焕鋮s的是牛奶是一種食品，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中萬(wàn)一熱換器密封不嚴(yán)或是換熱片損壞造成冷卻介質(zhì)進(jìn)入被冷卻的牛奶之中，發(fā)生嚴(yán)重的食品安全事故。而水作為冷卻介質(zhì)，即便是進(jìn)入牛奶之中，只要發(fā)生后處理及時(shí)不會(huì)出現(xiàn)大的食品安全事故，不會(huì)造成嚴(yán)重的后果。

2.3 設(shè)計(jì)模式的工作原理及建設(shè)安裝示意圖

板式熱換器主要是通過(guò)相互兩種介質(zhì)之間的流動(dòng)接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞的過(guò)程。在本實(shí)驗(yàn)中采用板式熱換器主要是將從擠奶機(jī)里擠出來(lái)的牛奶作為介質(zhì)A，經(jīng)過(guò)冷卻塔冷卻的水作為介質(zhì)B，奶泵和冷卻循環(huán)泵作為推動(dòng)介質(zhì)A和介質(zhì)B運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力，推動(dòng)介質(zhì)A和介質(zhì)B在板式換熱器板片內(nèi)各自的孔道中流動(dòng)相互接觸實(shí)現(xiàn)熱傳遞，達(dá)到利用冷卻水來(lái)減低牛奶溫度的目的。

3 設(shè)計(jì)模式中設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)

3.1 輸奶管道的清洗

以往的奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)擠奶機(jī)的清洗通常是使用擠奶機(jī)自帶的清洗系統(tǒng)進(jìn)行清洗，主管道的清洗常常也是采用一季度清洗一次的方式進(jìn)行。然而在采用板式熱換器進(jìn)行預(yù)制冷后，牛奶通過(guò)輸奶管道的阻力增加，牛奶在輸奶管道的停留時(shí)間延長(zhǎng)。因此在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)將原來(lái)一季度一次的主管道清洗變?yōu)閮蓚€(gè)月一次，并且在每次清洗時(shí)應(yīng)將主管道拆下后，抬到寬敞的地方，將編織袋清水浸透，用一根大于主管道長(zhǎng)的8號(hào)鐵絲穿過(guò)主管道，一頭將浸濕編織袋的一角栓死，另一頭用力拉使浸透的編織袋穿過(guò)被清洗的主管道，來(lái)回?cái)?shù)次可將擠奶設(shè)備主管道徹底的清洗干凈。安裝主管道后，開(kāi)啟擠奶設(shè)備清洗系統(tǒng)，用清水將擠奶設(shè)備全部清洗一次即可完成對(duì)擠奶設(shè)備的徹底清洗。

3.2 板式熱換器的清洗

在奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)擠奶設(shè)備應(yīng)用板式熱換器后，由于板式熱換器的通過(guò)介質(zhì)牛奶和水在板式熱換器換熱片內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行，工作時(shí)間一長(zhǎng)，在板式換熱器內(nèi)容易形成牛奶的奶垢和水的水垢，所以在清洗時(shí)應(yīng)將換熱器卸下，拆開(kāi)緊固螺栓將板式換熱器的換熱片全部取出扣去嵌在換熱片中的墊片，分散在清水中進(jìn)行清洗[2]。在清洗過(guò)程中注意要用鋼刷刷去粘在換熱片上的水垢和奶垢，清洗干凈用清水沖洗后，晾干安裝即可。

4 討論

由于僅對(duì)應(yīng)用板式熱換器進(jìn)行牛奶的預(yù)制冷的計(jì)模式和運(yùn)行工作原理的理論簡(jiǎn)述，受條件所限對(duì)制冷效果和牛奶的質(zhì)量狀況等方面缺乏進(jìn)一步深入系統(tǒng)的研究，為此在今后的過(guò)程中應(yīng)做好以下幾個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)。

4.1 加強(qiáng)對(duì)有無(wú)應(yīng)用板式熱換器牛奶制冷過(guò)程中制冷效果、制冷效率和牛奶的質(zhì)量狀況進(jìn)行觀察，為下一步推廣該應(yīng)用模式奠定良好的基礎(chǔ)。

4.2 注重對(duì)設(shè)計(jì)模式全過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化狀況的研究，為合理的配套牛奶泵、水泵和水冷卻風(fēng)扇的功率提供一定的理論依據(jù)。

4.3 探索最佳預(yù)制冷條件下牛奶流速、水流速和冷卻水的轉(zhuǎn)速之間的配比關(guān)系，為進(jìn)一步發(fā)揮最佳的預(yù)制冷效果提供合理的數(shù)據(jù)支撐。

[1] 胡智勝.奶牛規(guī)?；B(yǎng)殖要擺脫“求大”誤區(qū)[J].中國(guó)乳業(yè),2015,22(4):21-22.

[2] 孔文彬.板式換熱器失效分析研究[D].廣東：華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011.

The Application of Plate Heat Exchanger on Refrigeration Equipment in Dairy Farms

LI Yu-xia

(TheAnimalHusbandryStationofDachaigouinTianzhuTownofTianzhuCounty,Tianzhu,Gansu, 733200,China)

To improve milk quality, reduce the temperature of milk when putting into the cooling jar, shorten the cooling time of milk and prevent long cooling time of milk from the temperature of the milk and weather which could affect milk quality, the aim of this paper was to study the meaning and design of pre-cooling the milk before pouring into the cooling tank with the application of the plate-type heat exchanger on milking facilities in the farm milking, which provided the basic references for improving the management benefit of dairy farms.

plate heat exchanger; dairy farms; refrigeration equipment; application

2015-11-03修改日期:2015-11-30

李玉霞(1983-)女，漢族，甘肅天祝人，大學(xué)本科學(xué)歷，助理獸醫(yī)師，主要工作方向從事畜牧獸醫(yī)工作。

S818.9

C

1001-9111(2016)01-0069-03