Автоматизація технологічних процесів�Лекція 13

АТП В ТВАРИННИЦТВІ. ДОЇННЯ, ОБРОБКА МОЛОКА ТА ПРИБИРАННЯ ГНОЮ

​

1. Автоматизація машинного доїння корів
2. Автоматизація первинної обробки молока

2.1. Автоматизація установок для пастеризації .

2.2. Автоматизація водоохолод-жувальних установок.

2.3. Автоматизація установки для охолодження молока.

3. Автоматизація систем прибирання і видалення гною

Машинне доїння корів

• Машинне доїння підвищує продуктивність праці в 2...5 разів, але пред'являє

особливо жорсткі вимоги до дотримання технологічного режиму.

• При зниженому вакуумі корови можуть повністю не видоїти, а при

підвищеному – збільшується небезпека захворювання маститом.

• Для доїння в стійлах використовуються установки типу АДМ, АД, ДАС і в

спеціальних залах (УДТ, УДА, УДЕ).

• Доїльний агрегат з молокопроводом АДМ-8А забезпечує крім власне

видоювання тварин транспортування молока в молочне відділення,

індивідуальний і груповий облік удою 50 тварин, фільтрацію, а також

охолодження і збір молока в ємності для зберігання.

Автоматичне

регулювання

вакууму

Промивка і дезінфекція молочної лінії

Вимірювання

(дозування)

надою

Пристрої доїльної установки

Облік молока

Автоматичний регулятор вакууму

1 – клапан; 2 – вакуум-провід;

3 – індикатор кількості

інжекційного повітря;

4 – пружина;

5 – прозорий ковпак;

6 – масло ;

7 – демпферні шайби;

8 - вантаж;

Регулятор вакууму

Автоматичним регулятором вакууму є регулятор прямої дії, що настроюється на розрідження 45 кПа. При включенні вакууму перепад тиску, що діє на клапан 1, врівноважується набором вантажів 8, підвішених на пружині 4. При зміні тиску у вакуум-проводі 2 клапан 1 опускається або піднімається вгору, зменшуючи або збільшуючи підсос атмосферного повітря між корпусом і клапаном. Через прозорий ковпак 5 регулятора по положенню вантажів можна оцінити запас продуктивності вакууму. Для гасіння коливань регулюючого органу служать дві демпферні шайби, сполучені з вантажем і занурені в шар масла так, щоб між ним і вантажем залишався зазор 8...12 мм.

Продуктивність повітряної системи можна оцінити по кількості інжекційного повітря, що вимірюється прапорцем індикатора 3. Прозорий корпус індикатора має три мітки, відповідно потоку повітря 5, 10 і 15м3/год.

Автоматичний дозатор молока

1 – лічильник;

2 – сильфон;

3 – отвір;

4, 9 – приймачі молока;

5 – поплавок;

6 – шайба;

7 – клапан;

8 – мірна камера;

10 – трубка

Автоматичний дозатор молока

• Автоматичний дозатор молока розрахований на вимірювання надою групи корів, закріплених за одним доярем. Дозатор працює в таких режимах.
• 1. Наповнення мірної камери. Молоко поступає в мірну камеру 8 через приймач молока 4 і шайбу 6. По мірі наповнення камери 8 поплавок 5 спливає і відсікає мірну камеру 8 від приймача молока 4. При цьому отвір 3 сполучає внутрішню порожнину трубки 10 з атмосферою, а сильфон 2 під тиском атмосферного повітря вмикає лічильник 1.
• 2. Спорожнення мірної камери. Під тиском атмосферного повітря молоко з мірної камери 8 витісняється в збирач молока 9. По мірі опускання поплавка отвір 3 роз'єднується з атмосферою, вакуум в збірнику молока відновлюється і починається новий цикл заповнення мірної камери.
• Погрішність дозатора +1,5% при продуктивності 12 кг/хв.

Груповий лічильник молока

1 – приймач молока;

2 – поплавок ;

3 – насос молока;

4 – запобіжна камера;

5 – регулятор вакууму;

6 – вакуум-провод

а – груповий лічильник молока; б – автоматичне управління молочним насосом

• В груповому лічильнику молока при кожному подвійному ході важеля спрацьовує магнітокерований контакт (геркон) лічильного приладу, що вимірює надій за об'ємом лотка і числом спрацювань контакту.
• На великих молочних комплексах облік молока ведуть за числом включень молочного насоса 3 (б).
• По мірі заповнення ємності 1 приймача молока спливає поплавок 2, в який вмонтований постійний магніт. Останній керує декількома герконами, встановленими на висоті, що відповідає дозам: 5, 10 та 15 л. При наборі відповідної дози молока контакти геркона замикаються і включається насос молока 3. Після відкачування порції молока насос автоматично вимикається. Далі процес повторюється.

​

Операції автомата промивання

Циркуляційне промивання і дезінфекцію молокопроводів після закінчення доїння

Прополіскування молокопроводів холодною водою перед доїнням

Просушування молокопроводів теплим повітрям після видалення залишків миючих засобів

Прополіскування молокопроводів теплою водою в кінці циклу промивання

Відключення вакууму і командного апарату

Короткочасне включення молочного насоса в кінці просушування для видалення залишків води із збірника молока

Послідовність дій технологічного процесу доїння на автоматичній установці УДА-16

Впускання корів

Підготовка доїльної установки до доїння

Обмивання і обтирання вимені

Включення дозатора комбікормів

Включення доїльного апарату

Контроль стану сосків

Надягання доїльних верстатів на соски вимені і доїння

Фільтрація молока

Облік надою

Промивка і дезінфекція молокопроводів

Охолодження молока

Доїння на агрофірмі Терезіно

Доїльний зал

агрофірми

Ємкості для

охолодженого

молока

Схема керування доїльним апаратом

1 – повітровід чистого

повітря;

2 – циліндр додоювання;

3 – циліндр виводу доїльного апарату з-під корови;

4 – вакуум-провід;

5 – кран; 6 – скоба;

7 – пневмодатчик; 8 – затискач;

9 – молокопровід;

10 – технологічний вакуум-провід;

11 – калібрований отвір;

12 – поплавок; 13 – клапан;

14 – головка; 15 – пульсатор;

16 – доїльний апарат.

Схема керування доїльним апаратом з маніпулятором МД-Ф-1

• Основний функціональний вузол автомата управління – пневмодатчик 7. У початковому положенні головка 14 упирається в скобу 6 і малі дози молока поступають в камеру датчика, звідки виливаються через калібрований отвір 11 в молокопровід 9. При наростанні потоку молока поплавок 12 спливає і звільняє скобу 6, яка під дією власної маси відкидається вправо. З цієї миті починається автоматичний контроль за процесом доїння.
• При зменшенні інтенсивності потоку до 400 г./хв. головка опускаються вниз, відкриваючи отвір каналу штуцера головки циліндра 2, забезпечуючи механічне додоювання

Схема роботи пневмодатчика маніпулятора

а – вихідне положення; б - початок контролю за доїнням; в – додоювання ;

г – зняття доїльного апарату;

1 – головка пневмодатчика; 2 – плунжер; 3 – скоба; 4 – штуцер переливний; 5 – корпус;

6 – поплавок; 7 – голка; 8 – отвір зливу молока; 9 – клапан; 10 – штуцер входу молока;

11 – повітряний отвір; 12 – штуцер постійного вакууму

Автоматизація установок пастеризації

• Робота установки при знижених температурах пастеризації розширює діапазон можливих режимів експлуатації пастеризатора і знижує швидкість утворення «пригару» на поверхні пластин, що вимагає періодичного очищення пастеризатора.
• В процесі пастеризації молоко проходить послідовно першу секцію регенерації, сепараційну очистку , другу секцію регенерації, секцію пастеризації, витримувач, знову першу і другу секції регенерації і, нарешті, секцію охолодження.
• Агент нагрівання – пара, що нагріває в бойлері воду, яка використовується потім в секції пастеризації.

• Процес первинної обробки молока включає операції його очистки, пастеризації при 62...90оС, охолодження до 5...10^оС.
• Мета пастеризації – знищення мікроорганізмів, що містяться в молоці.
• Мета охолодження – збільшити термін зберігання продукту

Миттєвий

(при 85...90°С)

Тривалий (300с. при 90°С) для стерилізації молока від хворих корів.

Короткочасний (20с. при 2...76оС)

Режими пастеризації

Схема автоматизації пастеризатора

• 1 – зрівнювальний бак: 2 – молочний насос; 3 – регулюючий клапан; 4, 6 – перша та друга секції регенерації; 5 – відцентровий очищувач молока; 7 – секція пастеризації; 8 – інжектор; 9 – бойлер; 10 – насос гарячої води; 11 – перепускний клапан; 12 – витримувач; 13 – лінія повернення не повністю пастеризованого молока; 14 – секція охолодження.
• Режим пастеризації підтримується ПІ-регулятором (ТС1), який керує потоком пари до бойлера. При температурі пастеризації нижче встановленого рівня (TIR2) відкривається клапан 11, по лінії 13 що повертає молоко в зрівнювальний бак на повторну пастеризацію. Для виключення таких повторних режимів роботи використана схема пропорційного зменшення витрати молока при зниженні температури пастеризації. Цю функцію виконує П-регулятор (ТС3), який керує регулюючим клапаном 3 на лінії молочного насоса 2.

Охолодження води на молочних фермах

Водоохолоджувальні установки призначені для охолодження води, яку використовують на молочних фермах і комплексах при зберіганні молока в проточних і ємнісних охолоджувачах.

Фригаторна

установка

• отримує холод за рахунок танення льоду або суміші льоду з сіллю. Тала вода або розсіл подається насосом в молочний охолоджувач, відбирає теплоту від молока і повертається в зрошувальну льодову камеру фригатора. Зрошуючи лід, тепла вода викликає його танення. Охолоджена вода знов подається в охолоджувач.

Компресорна

установка

• не вимагають зимових заготовок льоду і влаштування складів льоду. Вони складаються з компресора, конденсатора, ресивера, теплообмінника і терморегулюючого вентиля (ТРВ). Останній є основним елементом автоматизації компресорних холодильних машин. Терморегулюючий вентиль призначений для пониження тиску (дроселювання) і регулювання витрати рідкого хладагенту, що поступає в охолоджувач з ресивера конденсатора.

Як збільшення так і зменшення кількості хладагенту, що надходить в охолоджувач, знижує холодильну потужність установки. Переповнення охолоджувача призводить до того, що не весь агент встигає випаруватися і частина його поступає в компресор в рідкому виді знижуючи продуктивність компресора.

Схема терморегулюючого вентиля

Схема терморегулюючого вентиля із внутрішнім вирівнюванням

1 – термобалон ;

2 – капіляр ;

3 – камера над мембраною;

4 – мембрана ;

5 – клапан ;

6 – пружина ;

7 – регулювальний гвинт,

8 – випарник

• Ступінь заповнення випарника холодоагентом характеризує температура пари на виході з нього t_вих. Чим менше заповнення випарника, тим більше перегрів пари на частині випарника, що залишилася.
• При збільшенні t_вих зростає тиск в герметичній системі, заповненій тим же холодоагентом або іншою речовиною з низькою температурою кипіння, що включає термобалон 1, капілярну трубку 2 і камеру 3 між корпусом ТРВ і мембраною 4.
• Переміщення мембрани донизу збільшує надходження у випарник рідкого хладагента з ресивера за допомогою дросельного клапана 5.
• Із-за зниження тиску рідкий холодоагент стає перегрітим, він скипає і, поступово випаровуючись, відбирає теплоту у охолоджуваного продукту (або у проміжного холодоносія – розсолу).
• При зменшенні навантаження знижуються температура пари t_вих, тиск в герметичній системі і подача хладагенту.

Технологічна схема установки охолодження молока АВ-30

1 – компресор; 2, 5 – манометри; 3, 4 – реле тиску та контролю мастильних матеріалів; 6 – теплообмінник; 7 – фільтр-осушувач; 8 – терморегулюючий вентиль; 9 – ресивер; 10 – конденсатор; 11, 20 – водяні насоси; 12 – випарник; 13 – бак; 14, 17 – фільтри ; 15 – охолоджувач молока; 16 – градирня; 18 – вентилятор; 19 – зрошувач; 21 – молочний насос; 22 – молочний бак

Принципова електрична схема АВ-30

Д1 – двигун молочного насосу;Д2 – двигун

компресора;Д3 – двигун водяного насосу, Д4 –

двигуни приводу вентилятора градирні;

• Режим роботи автоматичний (А) або напівавтоматичний (НА) встановлюють перемикачами S1 і S2 .
• Після подачі напруги живлення послідовно включаються двигуни Д2 компресора 1, Д3 водяного насосу 11 і Д1 молочного насосу 21.
• Якщо температура молока на виході з охолоджувача вище допустимої, то термореле SK1 відключає молочний насос.
• Двигун Д4 приводу вентилятора градирні включається температурним реле SK2 при підвищенні температури води на охолодженні конденсатора до 23,5^оС.
• Якщо температура води нижче 7°С, то реле SK3 відключає вентилятор градирні.
• Реле SP1 відключає установку при аварійному підвищенні тиску холодоагенту.
• Спрацювання будь-якого елементу захисту в ланцюзі котушки пускача КМ2 вводить в дію реле К1 і установка в цілому автоматично не включається
• У напівавтоматичному режимі установкою управляють за допомогою тумблерів S3...S6.

Прибирання гною на агрофірмі Терезіно

Скребок для

видалення

гною

Привод

механізму

видалення

гною

Трактор для

прибирання

гною

Корови при

вільному

утриманні

Транспортери для прибирання гною

1 – горизонтальний

транспортер,

2 – похилий транспортер,

3 – пристрій управління,

4 – привід,

5 – натяжний пристрій,

6 – цеп із скребками,

7 – пристрій для

повертання

• Всі засоби механізації прибирання гною поділяють на мобільні і стаціонарні.
• Стаціонарні механізми використовують, як правило, як робочий орган замкнутий металевий ланцюг зі скребками або скрепер. Такий, наприклад, скребковий транспортер кругового руху ТСН-160А.
• Він призначений для механізації прибирання гною з тваринницького приміщення (горизонтальний транспортер) і одночасного завантаження його в транспортний засіб (похилий транспортер).
• До мобільних механізмів входять скрепери, бульдозери, причіпні тракторні візки і електрифіковані монорельсові вагонетки.

Схема розміщення транспортера

Схема управління транспортером

• Транспортери вивантажують гній в транспортний візок протягом певного часу до розмикання контактів КТ:2. При цьому відключається горизонтальний транспортер. Потім розмикаються контакти КТ:1 і відключається похилий транспортер з витримкою часу, достатньою для повного звільнення транспортерів від гною.
• При автоматичному управлінні транспортерами перемикач SA встановлюють в положення А, а реле часу КТ включається в певний час доби.

За допомогою перемикача SA вибира-ють дистанційне (Р) або автоматичне (А) керування транспортерами. Дистанційно управляють кнопками SB1 і SB2. Натисненням кнопки SB1 включають реле часу КТ яке своїми контактами КТ:2 включає магнітний пускач КМ2 електроприводу похилого транспортера. Потім контакти КМ:1 включають магнітний пускач КМ1 електроприводу горизонтального транспортера.

​

Схема управління транспортером

для прибирання гною

Переробка гною на біогаз в Терезіно

• Утилізація гною особливо важлива на свинарських комплексах. Вихід рідкого гною на комплексі розміром 180 тис. свиней в рік складає 1 млн. т., що відповідає господарчо-побутовим стокам міста з населенням 250 тис. чоловік і є великою екологічною проблемою.
• Запропоновано з гною виробляти біогаз за такою технологією. Гній з тваринницьких приміщень збирається в колектор, звідки насосом перекачується в підігрівач для нагріву до температури бродіння. Далі витриманий гній гвинтовим насосом-дозатором подається в ємності-реактори, де йде анаеробне бродіння, в результаті якого з'являється біогаз. Біогаз перекачується в газгольдер, очищується і через гідрозасув надходить до споживача.

Біореактор і електростанція

Ємкості для гною

Контрольні питання

1. Розкажіть про технології і автоматизацію процесів машинного доїння корів.

2. Які недоліки групових лічильників молока?

3. Як працює пневмодатчик маніпулятора МД-Ф-1?

4. Поясніть за технологічною схемою принцип управління пастеризацією молока.

5. Чому збільшення або зменшення кількості хладагенту, що надходить в охолоджувач, знижує холодильну потужність установки охолодження води?

6. Як працюють технологічна і електрична схеми управління установками для охолодження молока?

7. Що зупиняє вивантажування гною в транспортний візок ?

8. Що дає виробнику молока перероблення гною на біогаз?