автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Оценка доильных установок по динамике содержания воздуха в молоке в процессе его получения и обработки

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЛИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ научных исследований о влиянии воздуха на качественные изменения молока в процессе доения и обработки

1.2. Анализ систем и средств контроля качества молока при его производстве

1.3. Постановка вопроса, цель и задачи исследований

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ МОЛОКА В ПРОЦЕССЕ ДОЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ПО СОДЕРЖАНИЮ В НЕМ ВОЗДУХА

2.1. Обоснование содержания воздуха в молоке, как фактора, определяющего его качество.

2.2. Характеристика процесса поступления воздуха в молоке

2.3. Исследование и разработка технических средств определения парциального давления кислорода в молоке

2.3.1. Обоснование выбора основных параметров полярографических датчиков и измерительной аппаратуры

2.3.2. Экспериментальные исследования эффективности и стабильности разработанных измерительных средств

3. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ДИНАМИКУ СОДЕРЖАНИЯ ВОЗДУХА В МОЛОКЕ НА ДОИЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ.

3.1. Теоретические исследования.

3.2. Разработка методики экспериментальных исследований и расчета

3.3. Анализ результатов экспериментальных исследований

4. РАЗРАБОТКА И ПРОВЕРКА МЕТОДИКИ ПРАКТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ДОИЛЬНЫХ УСТАНОВОК ПО ДИНАМИКЕ СОДЕРЖАНИЯ ВОЗДУХА В МОЛОКЕ

4.1. Разработка методики

4.2. Проверка разработанной методики в производственных условиях.

5. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА

МОЛОМ

6. вывода И ПРЕДОЖЕНИЯ

В материалах ХШ съезда Коммунистической партии Советского Союза отмечено, что животноводство является ударным фронтом на селе /I/. Предусмотрено довести среднегодовое производство молока по стране до 97-99, а в Латвийской ССР -до 1,7-1,8 млн.тонн. Данные задачи направлены на успешную реализацию Продовольственной программы, выдвинутой на ХШ съезде КПСС, развитой и утвержденной на майском (1982 г,) Пленуме ЦК КПСС /2/. Основной задачей по реализации Продовольственной программы в республике является наращивание ускоренными тешами производства продуктов животноводства, сыров и животного масла. На ноябрьском (1982 г.) Пленуме ЦК КПСС указано, что в 1983 году производство сыра должно быть увеличено на 6,8$, животного масла на 8,4$. Неотложной задачей является осуществление мер по значительному улучшению качества выпускаемой продукции /3/.

Качество молочных продуктов в основном обусловливается качеством молока, как сырья. Однако в существующей системе контроля качества молока при его сдаче-приемке не учитываются технологические свойства молока. Это объясняется отсутствием подходящих методов и технических средств, позволяющих установить эти свойства в процессе производства молока. К решению этой проблемы были направлены наши усилия. Рассматривались теоретические закономерности, осуществлялись экспериментальные исследования по установлению качества доильных установок относительно их влияния на качество молока. В настоящее время это влияние не учитывается даже при испытании серийно выпускаемого

- 5 доильного оборудования.

Для оценки доильных установок в качестве контрольного параметра выбрали содержание воздуха в молоке в процессе доения и обработки. Это - новый подход к решению проблемы, поскольку присутствие воздуха в доильной системе до сих пор рассматривалось в основном с точки зрения обеспечения нормального функционирования доильной установки.

Влияние воздуха на качественные изменения молока неоднократно исследовали разные ученые.

Созданные технические средства для определения парциального давления кислорода в молоке позволили разработать и проверить в производственных условиях методику определения и оценки доильных установок по динамике содержания воздуха в молоке.

Таким образом, выполненная научно-исследовательская работа вносит определенный вклад в обеспечение выработки качественных молочных продуктов.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕПЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

6. ВЫВОДЫ И ПРВДОШШ

1. Метод оценки доильных установок по количественным изменениям воздуха, поступающего в молоко в процессе доения, транспортировки и первичной обработки, позволяет установить степень влияния установки на качественные изменения молока.

2. Степень воздействия воздуха на молоко, проникающего в него в процессе доения и обработки, обусловливается конструктивными и рабочими параметрами доильной установки.

3. Сравнительную оценку доильной установки можно произвести по условному показателю 6 , учитывающему в совокупности все сложные механические и физико-химические факторы, воздействующие на проникновение воздуха в молоко.

4. Скорость течения молока и воздуха по трубопроводу подчиняется закономерностям течения двухфазной среды, с учетом того, что оба компонента образуют отдельные, практически не смешанные потоки. В этих условиях движущая сила воздуха и площадь соприкосновения его с молоком оказывают влияние на скорость потока молока.

5. С целью уменьшения проникновения воздуха в молоко, соотношение воздушного и молочного потоков в молочных путях доильных установок долшю быть минимальным, при этом обеспечить равномерное раздельное течение этих потоков.

6. Площадь поверхности соприкосновения воздуха с молоком, как и скорость течения обеих потоков, оказывает влияние на интенсивность проникновения воздуха в молоко. С целью уменьшения этого влияния важно выбрать оптимальные размеры (диаметр и длину) молочных труб (не меньше 38 мм).

7. Количество воздуха, поступившего в молоко в процессе доения и обработки, а также те части доильной установки, которые способствуют проникновению воздуха в молоко, можно выявить по парциальному давлению кислорода в нем, используя для этой цели полярограф с датчиком тйпа Кларка, с платиновым катодом и хлорсеребрянным анодом.

8. Разработанные лабораторно-стендовая установка и методика ее использования позволяют осуществлять опыты по изучению закономерностей, определяющих поступление воздуха в молоко на доильных установках. Приведенная блок-схема открывает возможность для использования вычислительной техники.

9. Номограмма для оценки доильных установок позволяет в производственных условиях по длине молочных путей, производительности молочного потока и значению парциального давления кислорода в молоке, определить значение условного показателя 6 .

10. Экономический эффект от повышения качества молока как сырья, определен по производству масла. В случае производства несоленого (с 16% содержания вода) масла он составляет

- 136

10,94 руб.на тонну молока, а в случае производства маложирных сортов масла на примере баланса Елгавского молочного комбината за 1981 год - 7,05 руб.на тонну молока, израсходованного для производства масла.

1. Основные направления экономического и социального развития СССР на 1.8I-I985 годы и на период до 1990 года.-IvL: Политиздат, 1981,- 95 с,

2. Продовольственная программа СССР на период до 1990 года и меры по ее реализации. Материалы майского Пленума ЦК КПСС Т982 года,- М.: Правда, 1982,- III с.

3. Материалы Пленума Центрального Комитета КПСС 22 ноября 1982 года. Материалы седьмой сессии Верховного Совета СССР десятого созыва 23-24 ноября 1982 года.- Агитатор, 1982, J& 24, с.127.

4. Управление качеством продукции.- М.: Изд-во стандартов, 1979.- 26 с.

5. Озол Я.Н., Рога И.Ф. Методы и приборы определения качества и состава молока применительно к условиям сельскохозяйственного производства: Лекция', ч.1.- Елгава: ЛСХА, 1980,- 67 с.

6. Милошенко В.В., Милютина Э.Н. Технологические свойства молока, полученного при порционном доении коров.- Труды/Ставропольский с.-х.ин-т, 1975/ вып.38, т.4, с.119-122.

7. Милошенко В.В., Милютина Э.Н. Молокоотдача и состав молока у коров при различных способах порционного доения.- Научные труды/Ставропольский с.-х.ин-т, 1975, вып.38, т.4,с.123-128.

8. Тепел А. лимия и шизика молока.- М.:'Пищевая пром-сть, 1979.- 363 с.

9. Атраментов А.Г., Атраментова В.Г. Липолиз молока при машинном доении и первичной обработке.- Hayчно-техн.бюллетень,1975, ¡íi 14, с.22-25.

10. Шкинке В.Э. Исследование влияния машинного доениякоров на качество молочного жира: Авторе®.дис. канд.техн. наук.- Елгава, 1972.- 28 с.

11. Олкомен А.Г., Ийе В.Э. Изменения активности липазы молока при первичной обработке и транспортировке.- Молочная промышленность, 1975, № 4, с.24-27.

12. Swanson A.M., Sommer Н.Н. Oxidized flavor ik milk. II. The Delation of oxidation-reduction potentials to its development. Journal of Dairy Science, vol XXIII, Nr.7, July, 1940, p.597-614.

13. Brown W-C., Thurston L.M. A review of oxidation in milk and milk products as related to flavor. Jaurnal of Dairy Science Vol XXIII, Nr.7, 1940, July, p.629.-685.

14. Aurand L.W., Woods A.E., Roberts W.M. Some Factors involved in the development of oxidized flavor in milk. Journal of Dairy Science, vol.42, 1959, Nr.6, p.961-968.

15. Smith G.F., Dunkley W.L. Xanthine oxidase and incidence of spontaneous oxidized flavor in milk.- Journal of Dairy Science. Vol.43, 1960, Nr.2, p.278-289.

16. Thomasow J. und MrowetzG. Dj-'e polatographische Bestimmung der Yanthinoxidase AktivitSt in Milch.- Milchwissenschaft, 1973, 06.28, H.4, 233-237.

17. Greenbank G.R. Variation in the oxdation-reduction potential as a cause for oxidized flavor in milk. Journal of

18. Dairy Science, vol.XXIII, Nr.8, August, 1940, p.725-744.

19. Базаров M.K. Исследование работы доильных установокс молокопроводом: Авторе®.дис.канд.техн.наук.- Челябинск,1968.- 21 с.

20. Русеишвили Р.Ш. Исследование молокопроводных систем доильных установок и разработка методики их расчета: Авторе®, дис. канд.техн.наук.- Тбилиси, 1969.- 28 с.- 139

21. Жук З.Я. Исследование молочных линий доильных установок с целью'стабилизации режима их работы: Автореф.дис. канд.техн.наук.- М.,1972.- 32 с.

22. Казанков А.Г. Исследование молочной линии доильных установок: Автореф.дис. канд.техн.наук.- Волгоград, 1973.30 с.

23. Москаленко С.П. Исследование режимов транспортирования молока по трубопроводам на молочнотоварных фермах и комплексах: Автореф. канд.техн.наук.- Киев, 1974.- 26 с.

24. Капустин И.В., Юрин А.Ф. Научные основы проектирования и эксплуатации молокопроводных систем.- В кн.: Тезисы докладов У Всесоюзного симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных животных, М., 1979, с.42-44.

25. Галаов К.К. Сравнение молочных систем доильных установок.- В кн.: Тезисы докладов У Всесоюзного симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных животных. М., 1979, с.19-20.

26. Гольденфаг A.B. К вопросу об использовании доильных установок с длиннотрубными молокопроводными линиями.— В кн.: Тезисы докладов У Всесоюзного симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных животных. М., 1979, с.23-24.

27. Адрианов К. Результаты усовершенствования доильной установки "двухступенчатый молокопровод" на комплексе совхоза "Память Чапаева" Омского района.- В кн.: Совершенствование с.-х.техники. Омск, 1980, с.8-10.

28. Цой Ю.А., Гущина В.А. Влияние фермских молочных линий на качество молока.- Механизация и электрификация сельского хоз-ва, 1980, £ 3, с.56-57.

29. Whittlestone W.G. Effects of milking machines on the quality of milk.- Journal of Milk Food Technology, 1968, V.31, Nr.5, p.74-77.- 140

30. Judge F. Line height in the milking machine has littffce effect on milk flavour.- Perm Food Res., 1977,V.8, Nr.5, p.108-109.

31. Judge F. et al. Effect of milking pipeline height and excessive air admission at the claw on free fatty acids development in raw milk.-Irish J.agr.Res.,1977,V.16, Nr.2, p.115-122.

32. Richard S. Gates, Ram Sagi, Norman R.Scott. Theoretical Considerations in Sizing Milk Pipelines. Trans.ASAE St. Joseph, Mich, 1981, V.24, Nr.6, p.1600-1604.

33. Озол Я.Н., Рога И Ж Теоретическое и экспериментальное исследование применимости электрохимических методов к оценке гигиенического качества молока в условиях сельскохозяйственного производства.- Труды/ Латвийская СХА, Елгава, 1977, выл. 128, с.10-16.

34. Thomas S.B. The microflora of bulk collect milk -part 1. Dairy Industries, 1974, V.39, Nr.8, p.237-240.

35. Thomas S.B. The microflora of bulk collected milk -part 2. Dairy Industries, 1974, V.39, Nr.8, p.279-282.

36. Карташова B.M., Даниленко И.П., Оксамитный Н.К. Среда для индикации микрофлоры воды.- В кн.: Изобретения и рационализаторские предложения, рекомендуемые МСХ СССР для внедрения в производство. М., 1979, с.22-24.

37. Белоусова Н.Н. Дсихрофильные бактерии в молочном производстве.- М.: ЦИНТИ пищепром., 1964.- 42 с.

38. Санитария производства молока/Под ред.И .И.Архангельского.- M.s Колос, 1974.- 312 с.

39. Вессер Р. Технология получения и переработки молока.-М.: Колос, 1971.- 480 с.- 141

40. Оценка качества и хранения молот за рубежом,- М.: ЦИНТИ Госкомзага СССР, 1965,- 35 с.

41. Stadhouders J. The Polarographie measurement of the dissolved oxygen in milk as an index of the bacteriological quality of milk.- Nederlands melken zuiveltijdschrift, 1965, 19, p.119-138.

42. Pickering A. and I.Jayne-Williams. Preliminary observations on the measurement of dissolved oxygen in milk as an index of keeping quality.- Journal of the Society of Dairy Technology, 1963. V.16, Nr.1, p.28-30.

43. Глазачев B.B. Об окислительно-восстановительном потенциале молока.- Труды/Волгоградский молочный ин-т, 1953, вып. ХП, с.261-271.

44. Исследование и разработка электрических методов определения качества молока: (Промежуточный отчет)/Латвийская СМ; науч.руковод.С.Тимшан. В ГР 68058092- Елгава, 1977,-49 с.

45. Молоко, молочные продукты и консервы молочные.- Ы.: Изд-во стандартов, 1975.- 512 с.

46. Orr M.J., NDD, G.McCrae, NDD and S.Baines, BSc, PhD. The value of milk tests in assessing production methods. Milk Industree, 1975, vol.76, Nr.6, p.28-30.

47. Orr M.J., NDD, G.Mc Crae, NDD and S.Baines, BSc, Phd. A comparison of tests used in assessing milk quality "Milk In dustry", 1975, vol.77, Nr .1, p.18-23.

48. Озол H.H., Рога И.Ф. Определение окислительно-восстановительной способности молока.- Труды/Латвийска$ СХА, Елгава, 1980, вып.172, с.28-30.

49. Рога И. Методика экспериментального определения окислительно-восстановительной способности молока.- ТрудыДатвий- 142 екая СХА, Елгава, 1979, вып.159, с.77-81.

50. Базанов В. Зоотехническое обоснование автоматизированной подсистемы оперативного контроля за качеством молока на животноводческом комплексе.- Труды/Всесоюзн.научно-исслед.ин-т механиз.животновод.,1978, т.12, с.42-46.

51. La micro-informatique se généralisé.- Tracteurs et machines agricoles, 1980, 773, 35-40.

52. Turner A. System desing in dairy electtronics.- Afr. Engr., 1980, V.35, 2, p.31-33.

53. Ryman R. Electronic dairy herd management.- Feed manag., 1980, Y.31, 12, p.40-41.

54. Установки доильные. Программа и методы испытаний: ОСТ 70.20.2-74.- М.: Союзсельхозтехника, 1976.- 52 с.

55. Mrowetz G., Thomasow J. Polarographische Soverstoff-bestimung in Milch.- Milchwissenschaft, 1973, 28, 3, 151-153.

56. Козин H.И. Товароведение пищевых жиров, молока и молочных продуктов.- М.: Госторгиздат, 1958.- 511 с.

57. Давидов Р.Б. Молоко и молочное дело.- М.: Колос, 1973.256 с.

58. Рога И.Ф. Об изменении содержания кислорода в молоке в зависимости от стадии его обработки,- Труды/Латвийская СХА, Елгава, 1981, вып.193, с.30-36.

59. Уильяме В., Уильяме X. Физическая химия душ биологов.-М.: Мир , 1976.- 600 с. .

60. Делимарский Ю.К., Скобец Е.М. Полярография на твердых электродах.- Киев: Техника, 1970.- 220 с.

61. Ландау И.Н., Беленицкая М.И. Об интерпретации величин диффузионных токов, получаемых с помощью открытых и закрытых полярографических кислородных датчиков.- В кн.: Вопросы биоло- 143 гической и медицинской техники. Тбилиси, 1972, с.88-93.

62. Виноградова E.H., Галлай З.А., шиногенова З.И. Методы полярографического анализа,- М.: Мзд-во МГУ, 1963.- 299 с.

63. Коваленко Е.А., Березовский В.А., Эпштейн И.М. Полярографическое определение кислорода в организме.- М.: Медицина, 1975.- 231 с.

64. Альперин В.З., Конник Э.И., Кузьмин A.A. Современные электрохимические методы и аппаратура для анализа газов в жидкостях и газовых смесях.- М.: Химия, 1975.- 183 с.

65. Скобец Е.М. Типы открытых твердых электродов и получение с их помощью воспроизводимых полярографических кривых.

66. В кн.: Полярографическое определение кислорода в биологических объектах. Киев, 1968, с.6-23.

67. Березовский В.А. Электроды для полярографического определения кислорода в биологических объектах.- В кн.: Полярографическое определение кислорода в биологических объектах. Киев, 1974, с.34-63.

68. Милашевский Б.К., Васильев Ж.Х. Датчики для полярографического измерения напряжкния кислорода в периферической крови и в крови полостей сердца.- В кн.: Ноше приборы газового анализа в современной медицине и физиологии. Казань, 1967, c.I09-III.

69. Шаргородский Б.И. Использование платинового электрода с полистироловой мембраной для измерения р02 тканей в абсолютных единицах.- В кн.: Полярографическое определение кислорода в биологических объектах. Киев, 1968, с.70-74.

70. A.C. № I72II0 (СССР). Устройство .для определения величины напряжения кислорода в газах и жидкостях/ Е.А.Коваленко, Е.В.Виноградов.- Опубл.ш Ш.,1965, Уи 12.- 144

71. А.С.й 309291 (СССР). Датчик для измерения парциального давления кислорода в биологических жидкостях/Б.Ф.Семенов, Г.В.Валиахметов.- Опубл.в Б.И., 1975, jfc 22, с.169.

72. Zikakis John P., Treece Jack M. Hanthine Oxidase Polymorphism in Bovine Milk.- Journal of Dairy Science. 1971, V.54, Nr.5, p.639-654.

73. Брусиловский Л .П., Вайнберг А.Я. Автоматизация технологических процессов производства молочных консервов.- М.: Пищевая пром-сть,1975.- 279 с.

74. Озол Я.Н., Рога И.Ф. Об определении содержания кислорода в молоке.- Труды/Латвийская СХА, Елгава, 1981, вып.193,с.26-30.

75. Озол Я.Н., Рога И.Ф. Методы и приборы определения качества и состава молока применительно к условиям сельскохозяйственного производства: Лекция, ч.2.- Елгава, ЛСХА, 1981.27 с.

76. Солихджанова Р.М.Ф., Бриксин И.Е. Отечественная и зарубежная полярографическая аппаратура.- В кн.: Полярографическое определение кислорода в биологических объектах. Киев, 1974, с.89-94.

77. Айдарамиев А.А. Переносный полярограф на базе самопишущего микроампермилливольтметра Н-373.- В кн.: Полярографическое определение кислорода в биологических объектах.-Киев, 1968, с.153-155.

78. Практические рекомендации по технике измерения напряжения кислорода в биологических объектах,- В кн.: Полярографическое определение кислорода в биологических объектах. Киев, 1974, с.253-279.

79. Зеленский М.И., Могилева Г.А. О калибровке кислородных электродов.- В кн.: Полярографическое определение кислорода в биологических объектах. Киев, 1974, с.71-77.

80. Гараканидзе З.Г., Ландау К.Г., Цхомелидзе О.Б. Автоматическая компенсация температурной зависимости тока полярографического кислородного датчика закрытого типа,- В кн.: Вопросы биологической и медицинской техники.- Тбилиси; Мецние-реба, 1972, с.82-87.

81. Березовский В.А. Электрохимические и биологические особенности хроноамперметрического определения кислорода.

82. В кн.: Полярографическое определение кислорода в биологических объектах. Киев, 1968, с.98-121.

83. Спиридонов В.П., Лопаткин A.A. Математическая обработка физико-химических данных.- М.: Изд-во МГУ, 1970.- 221 с.

84. Байер В. Биофизика.- М.: Изд-во иностр.лит.,1962.-430 с.

85. Скроманис A.A., Рога И.Ф. Способ оценки доильных установок по содержанию воздуха, поступающего в молоко в процессе доения и обработки.- Труды/Латвийская СХА, Елгава, 1983, вып.215, с.3-9.- 146

86. Примеры расчетов по гидравлике /Под ред.А.Д.Альтшуль.-М.:Стройиздат, 1977.- 255 с.

87. Perelmans V. Çïmifca ïsa rokasgrâmata.- Riga! Liesma, 1965.- 550 1pp.

88. Скроманис A.A. Основы расчета доильных аппаратов и установок,- Елгава: JIGXA., 1980.- 60 с.

89. Dirba V., Uiska J., Zars V. Hidraulika un hidrauliskâs maëïnasRïgat Zvaigzne, 1980.- 456 1pp.

90. Руководящие методические материалы по разработке документации на задачи (комплексы задач) автоматизированной системы управления сельским хозяйством.- M.: MСХ СССР, Главный вычислит.центр, 1981.- 241 с.

91. Сборник оптовых цен и нормативов чистой продукции на изделия молочной промышленности.- Рига: Мин.мясной и мол.пром. ЛатвССР, 1982.- 42 с.