View
59
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
Maidon jäähdytysratkaisut. MTT Maitokoneet. Sisältö. Vaatimukset maidon jäähdytykselle Lyhyt lämpöoppi Suorajäähdytteisen tilasäiliön toimintaperiaate Lämmön talteenotto Esijäähdytys Bufferisäiliö Tilasäiliön osittainen ulkoasennus Siilotilasäiliö Seuranta. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Maidon jäähdytysratkaisut
MTT Maitokoneet
10.12.2010 MTT Maitokoneet 2
Sisältö
• Vaatimukset maidon jäähdytykselle• Lyhyt lämpöoppi• Suorajäähdytteisen tilasäiliön toimintaperiaate• Lämmön talteenotto• Esijäähdytys• Bufferisäiliö• Tilasäiliön osittainen ulkoasennus• Siilotilasäiliö• Seuranta
10.12.2010 MTT Maitokoneet 3
Maidon jäähdytys – vaatimuksia ja suosituksia
• Maidon lämpötila ei saa vastaanottohetkellä olla yli +6 oC. Lainsäädännön mukaan yksittäisissä tapauksissa voidaan tilalta vastaanottaa maitoa, jonka lämpötila on korkeintaan +10 oC. Kuljetussäiliössä olevan maidon lämpötila ei saa kuitenkaan tämän takia ylittää +6 oC.
• Maidon säilyvyyden kannalta paras säilytyslämpötila tilalla on alle +4 oC.
• Maito ei saa missään vaiheessa jäätyä, sillä jäätyminen aiheuttaa pahoja makuvirheitä.
10.12.2010 MTT Maitokoneet 4
Lämpötilan vaikutus bakteerien kasvuun maidossa
Tilasäiliön jäähdytysteholuokitus
10.12.2010 MTT Maitokoneet 5
Suomessa suosituksena jäähdytysteholuokka 4CI
10.12.2010 MTT Maitokoneet 6
Maidon jäähtymisnopeus
• Jäähdytysteho: tilasäiliön jäähdytysteho on riittävä, jos lypsyn päätyttyä maidon jäähtyminen yhdellä asteella kestää korkeintaan kaksikymmentä minuuttia. • Tämä koskee myös täyttä säiliötä, ja maitohuonetta,
jonka lämpötila on korkeintaan +25 oC. • Maitohuoneen ilmanvaihdon riittävyys: maitohuoneen
lämpötila yli 5 oC ja alle 25 oC • Lauhduttimen puhtaus
10.12.2010 MTT Maitokoneet 7
10.12.2010 MTT Maitokoneet 8
Lämpöoppia• Lämpö on aineen atomien tai molekyylien värähtelyliikettä• Aineen olomuodon muutos nesteestä kaasuksi sitoo,
vaatii energiaa • Vettä pitää keittää sen haihtumisen nopeuttamiseksi• Saviruukussa vesi pysyy viileänä…• Nestemäinen kylmäaine pumpataan paisuntaventtiilin läpi
tilasäiliön höyrystimelle alempaan paineeseen tapahtuu höyrystyminen, joka sitoo energiaa (lämpöä) ympäristöstä
• Aineen olomuodon muutos kaasusta nesteeksi vapauttaa, luovuttaa energiaa• Ilmanvaihdossa esim. Itkupinta tiivistää navetan kosteutta ja
lämmittää sisään tulevaa ilmaa• Kompressori puristaa tilasäiliöltä tulevan kaasumaisen
kylmäaineen lauhduttimella nesteeksi, jolloin kylmäaineen lämpöenergia siirtyy ilmaan tai veteen
10.12.2010 MTT Maitokoneet 9
Lämpöpumpun toimintaperiaate
1. lauhdutin (lämmin puoli) 2. paisuntaventtiili 3. höyrystin (kylmä puoli) 4. kompressori
Lähde: Wikipedia
10.12.2010 MTT Maitokoneet 10
Kylmäkoneiston komponenetteja
10.12.2010 MTT Maitokoneet 11
Kylmäkoneiston osien nimiä ja tehtäviä1. Kompressori
Kaasupumppu, joka luo alhaisen paineen hörystimeen (alhainen lämpötila) ja korkean paineen lauhduttimeen (korkea paine).
2. PressostaattiPääasiassa lauhdutinpuolen suojaamiseksi. Jos paine nousee liian korkeaksi, pressostaatti pysäyttää kompressorin. Käytetään myös suojaamaan kylmäaineen vuodosta johtuvaa alhaista painetta vastaan sekä pysäyttämään kompressori ”pump down”-toiminnon päättyessä.
3. LauhdutinOsa, jossa kylmäaine tiivistyy. Kaasussa oleva lämpö vapautuu ilmaan ja kaasu muuttuu nesteeksi.
4. Varaaja Tarkoitettu kylmäaineen varastoksi. Laitteiston toimiessa varaaja on lähes tyhjä. Laitteen pysähtyessä ja silloin kun laitteistossa on ”pump down” –toiminto, kylmäaine varastoidaan varaajaan.
5. Suodatin/kuivainSuodatin erottelee kaikki kiinteät aineosat nesteestä. Kuivainta käytetään poistamaan pienimmätkin kosteudet kylmäaineesta.
Lähde: www.delaval.com
10.12.2010 MTT Maitokoneet 12
Kylmäkoneiston osien nimiä ja tehtäviä
6. SolenoidiventtiiliLaitteissa, joissa on ”pump down” -toiminto, tämä venttiili pysäyttää nestevirtauksen höyrystimelle.
7. TarkastuslasiTarkastuslasin avulla voidaan tarkastaa, onko laitteistossa riittävästi kylmäainetta.
8. Termostaattinen paisuntaventtiiliTämä venttiili päästää saman määrän nestemäistä kylmäainetta hörystimelle kuin mitä kompressori poistaa sieltä kaasuna.
9. HöyrystinLaitteiston osa, jossa nestemäinen kylmäaine hörystyy kaasuksi ja siten poistaa maidosta lämpöä.
10. Termostaatti Termostaatti säätää maidon lämpötilan mukaan jäähdytetyn maidon lämpötilaa käynnistämällä tai sammuttamalla kompressorin.
Lähde: www.delaval.com
10.12.2010 MTT Maitokoneet 13
Tilasäiliön jäähdytysjärjestelmän periaate
Kuva: Scott Sanford, 2003, Well water precoolers, Wisconsin University, http://www.uwex.edu/
10.12.2010 MTT Maitokoneet 14
Lämmön talteenoton periaate
Lähde: DeLaval
10.12.2010 MTT Maitokoneet 15
Kylmäaineesta lauhdevaraajaan ja edelleen varaajaan
Piirros: Tapani Kivinen
10.12.2010 MTT Maitokoneet 16
Lämmöntalteenoton periaatteita• Maidon lämpö siirretään ensisijaisesti veteen• Voidaan ottaa talteen 30-50 % maidon lämmöstä• Litrasta maitoa saadaan noin 1 litra 40-
50 –asteista vettä• Vesi lämpenee korkeintaan 60 –asteiseksi• Jos lauhdevaraajan vesi on jo lämmintä, siirtyy
lämpö ilmaan lauhduttimen avulla – ilmanvaihto!• Lauhdevaraaja tulisi mitoittaa ja veden käyttö
suunnitella siten, että vesi jäähtyy ennen seuraavaa lypsyä
Lähteenä mm: Scott Sanford, 2003, Well water precoolers, Wisconsin University, http://www.uwex.edu/
10.12.2010 MTT Maitokoneet 17
Lämmön talteenoton edut ja riskit
• Veden lämmityskustannukset laskevat esim. 40%
• Ilmanvaihdon tarve lauhduttimen luona laskee
• Kuumalle vedelle on oltava käyttöä!
• Lämmönvaihtimen mitoittaminen?
• Jäähdytyksen toimintavarmuus?
• Kylmäaine-/öljyvuodot käyttöveteen?
10.12.2010 MTT Maitokoneet 18
Maidon esijäähdytys
Lähde: TopAgrar 12/2000
10.12.2010 MTT Maitokoneet 19
Putkimallisia lämmönvaihtimia
Lähde: Univ. of Wisconsin
10.12.2010 MTT Maitokoneet 20
Levylämmönvaihdin on yleisin
Lähde: Univ. of Wisconsin
10.12.2010 MTT Maitokoneet 21
Nesteet virtaavat vastakkaisiin suuntiin vuoroittaisissa väleissä
Lähde: www.gea-ecoflex.de/fileadmin/downloads/.../gea_phe_fi.pdf
10.12.2010 MTT Maitokoneet 22
Esijäähdytyksen periaatteita
• Maidon lämpötila voi laskea 10-16 astetta• Veden virtauksen pitää olla vähintään sama kuin maidon,
mielellään 2-3 x• Veden ja maidon virtaussuunnat ovat vastakkaiset• Maitopumppu säätyvätehoiseksi
• Etenkin, jos vesijärjestelmän kapasiteetti on pieni• Maito viipyy pidempään lämmönvaihtimessa
• Solenoidiventtiili sallii veden virtauksen vain maitopumpun käydessä (+ viive lopussa) – vähentää vedenkulutusta
• Lämmenneen veden käyttö esim. lehmien juomavetenä
10.12.2010 MTT Maitokoneet 23
Esijäähdytyksen periaatteita (2)
• Maitosuodatin sijoitetaan ennen lämmönvaihdinta• Estää roskien kertymisen lämmönvaihtimeen• Maitosuodatin on paikallaan myös pesun aikana
• Pesun aikana vedenkierto seis ja mieluiten vaihdin valutetaan tyhjäksi vedestä
• Myös monivaiheisemmat ja tehokkaammat lämmönvaihtimet ovat mahdollisia• Niissä vastapaine voi nousta korkeaksi• Tarpeen silloin kun lypsetään jatkuvasti
10.12.2010 MTT Maitokoneet 24
Tällä tilalla lypsetään suoraan maitoautoon
10.12.2010 MTT Maitokoneet 25
Esijäähdytyksen etuja
• Pienentää sähkönkulutusta 20-30-60%• Riippuu säädöistä
• Nopeuttaa maidonjäähdytystä
• Tilasäiliön kylmäkoneisto ja sekoitin käyvät vähemmän
Mahdollisesti parempi maidon laatu
• Lämmin juomavesi – korkeampi maitotuotos?
• Veden käyttö myös pintojen pesuun
10.12.2010 MTT Maitokoneet 26
Esijäähdytyksen riskejä
• Pesutuloksen varmistaminen• Maidon jäätymispiste
• Valuuko lämmönvaihdin tyhjäksi pesun jälkeen?• Vuodot?
• Ei saa aiheuttaa liian suurta vastapainetta pesussa
• Huolto – asennuspaikka mietittävä huolella• Lehmien juomaveden hygieenisyys?• Järjestelmän toiminta – takaiskuventtiilit ym.
10.12.2010 MTT Maitokoneet 27
Esijäähdyttimen hankinta
1. Arvioi energianeuvojan avustuksella olisiko esijäähdytin kannattava
2. Mikäli käytät jo lämmön talteenottoa kylmäaineesta, arvioi kuinka paljon voit esijäähdyttää ilman, että veden lämmityskustannukset nousevat
3. Määritä veden maksimivirtausnopeus järjestelmässä4. Määritä kylmän veden lämpötila5. Määritä kitkahäviöt ja maidon virtausnopeudet mahdollisen
lämmönvaihtimen kanssa6. Määritä veden virtausnopeudet mahdollisen lämmönvaihtimen
kanssa7. Pyydä myyjältä takuut maidon jäähtymisasteista
esijäähdyttimessä. Mikäli takuuta ei voida antaa, on investointisi kannattavuus kyseenalainen.
Lähde: Scott Sanford, 2003, Well water precoolers, Wisconsin University, http://www.uwex.edu/
Bufferisäiliö maidolle
• Käytössä etenkin automaattilypsytiloilla, mutta myös perinteisen lypsyn tiloilla
• Lisää lypsytehoa ja antaa joustavuutta maidon keräilyyn• Tanskassa Arla maksaa lisähintaa, jos tilalla on bufferisäiliö
• Jäähdytyksellä tai ilman• Tekninen toteutus, maidon siirto, pesut,
toiminnan automatisointi jne. suunniteltava huolellisesti
10.12.2010 MTT Maitokoneet 28
Bufferisäiliö
10.12.2010 MTT Maitokoneet 29
Tilasäiliön osittainen ulkoasennus
10.12.2010 MTT Maitokoneet 30
Tilasäiliön osittainen ulkoasennus
• Periaatteessa mahdollista, jos tilasäiliö varustetaan sitä varten
• Pesu- ja jäähdytysputkistot eivät saa missään tilanteessa jäätyä
• Varsinaiseen ulkokäyttöön tarkoitetuissa säiliöissä paksumpi eristys kuin perinteisissä säiliöissä
• Varauksellinen suhtautuminen
10.12.2010 MTT Maitokoneet 31
Siilotilasäiliö
10.12.2010 MTT Maitokoneet 32
Kuva: www.kb-koleteknik.dk
Kuva: PackoKuva: DeLaval
Siilotilasäiliö
• Kokoluokka n. 18 000 l ja suuremmat• Halvempi valmistaa• Rakennusneliöitä säästyy
• Jäähdytysratkaisuna jäävesi tai suorajäähdytys + esijäähdytys mielellään jäävedellä +4°C
• Pesut saattaa olla ongelma• Paljon pesuvettä jäähdyttävää pinta-alaa
lämpötilaongelma• Kuluu paljon kuumaa vettä
10.12.2010 MTT Maitokoneet 33
10.12.2010 MTT Maitokoneet 34
Seuranta on oleellista
• Maidon lämpötilan seuranta ja jäähdytystehon seuranta ehkäisee vahinkoja
• Meijerit ovat antaneet maidon lämpötilan seurantaohjeet
• Manuaalinen tai automaattinen
10.12.2010 MTT Maitokoneet 35
Maidon lämpötila neljännessä lypsyssä
1.
2.20 min
-2 oC
Suositus on vähintään 1 C-aste 20 minuutissa.Tässä toteutui 2 C-astetta, mutta tilasäiliön täyttöaste oli noin 70%.
Lypsy alkoi
Lypsy päättyi
10.12.2010 MTT Maitokoneet 36
Maidon loppulämpötila neljännessä lypsyssä ilman jäähdytystä, C-ast
9,511,8 13,3
16,320,0
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
1,0 4,0 6,0 10,0 15,0Tilasäiliömaidon lähtölämpötila, C-ast
Maid
on
lo
pp
ulä
mp
öti
la ilm
an
jääh
dyty
stä
, C
o
Tilasäiliöön tulevan maidon
lämpötila tässä +35 oC.
Ei ole väliä tehdäänkö maidon lämpötilan seuranta käsin vai…
10.12.2010 MTT Maitokoneet 37
…automatiikan avulla kunhan hälytyskellot soivat silloin kun maidonjäähdytykseen tulee häiriö!
Recommended