板式热换器在奶牛养殖场制冷设备上的应用

李玉霞

(1.甘肃省武威市天祝县打柴沟镇畜牧站，甘肃 天祝 733200)



板式热换器在奶牛养殖场制冷设备上的应用

李玉霞

(1.甘肃省武威市天祝县打柴沟镇畜牧站，甘肃 天祝 733200)

为提高牛奶品质，降低牛奶入制冷罐口温度，缩短牛奶的制冷时间，防止因天气温度和牛奶自身温度造成牛奶制冷时间过长，影响牛奶品质。本文就在养殖场挤奶设备上应用板式热换器进行牛奶入制冷罐前的预制冷的意义和设计进行研究，为提高奶牛养殖场的经营效益提高一定的理论参考。

板式热换器；奶牛养殖场；制冷设备；应用

在奶牛养殖过程中，牛奶的品质是奶牛养殖场的生命线，是提升奶牛养殖场效益的核心[1]。然而如何通过改善牛奶的保存条件提高牛奶品质成为了奶牛养殖场的一个重要难题。本人通过奶牛养殖场的实践工作经验，探索在养殖场挤奶设备上应用板式热换器进行牛奶入制冷罐前的预制冷，有效的降低了牛奶入制冷罐口温度，提高牛奶制冷罐压缩机制冷效率，缩短制冷时间，改善了奶牛养殖场牛奶的保存条件，提高了牛奶的品质。

1 在奶牛养殖场挤奶设备上应用板式热换器的意义

1.1 降低牛奶入奶罐口温度，缩短压缩机制冷时间

利用板式热换器进行牛奶的预制冷能有效的降低了牛奶入奶罐口温度，在夏季最大限度的减轻了制冷罐压缩机的负荷，缩短了制冷罐将牛奶制冷到4℃时的时间夏季达6.5分钟，冬季达6分钟。尤其是在夏天日产奶量高达到10吨以上时将有效的杜绝挤奶机挤出牛奶因制冷罐制冷能力制约制冷不及时导致牛奶酸度偏高问题的发生，保障了牛奶的贮存安全。

1.2 改善了牛奶的风味及保存条件

利用板式热换器进行牛奶的预制冷有效的改善了牛奶的风味及保存条件。在未利用板式热换器条件下，挤奶机出奶口温度夏季平均达32.3℃，冬季平均达28.3℃，直接到达制冷罐与达到保存条件4℃的牛奶进行接触，造成保存在制冷罐内的牛奶与直接接触牛奶混合温差大，引起牛奶风味改变，如遇产奶量高的时节，常常导致牛奶酸度偏高。而利用板式热换器的挤奶机制冷罐可改变牛奶从挤奶机出来到制冷罐的“硬着陆”变为“软着陆”，防止牛奶在制冷过程中因不断注入热牛奶造成真个制冷过程越制冷越热的现象发生，减少温度大幅度的差异变化对牛奶品质及风味的影响。

1.3 建造简便，维护保养方便

板式热换器具有构造简单、操作简单、清洗维修方便的优点。其换热片采用不锈钢材质符合食品卫生标准不影响牛奶的卫生质量，换热片之间的橡胶垫片采用内嵌式在两换热片之间通过螺栓压紧，不与在换热器中流通的牛奶直接接触，保障了牛奶的卫生安全和质量品质。

2 应用板式热换器进行牛奶预制冷的模式设计

2.1 板式热换器的来源

在设计模式中采用的板式热换器系兰州兰石换热设备有限公司生产，产品型号：BR06型板式热换器，单片换热面积0.655 m2，设计温度：180℃，设计压力：2.5 MPa,最大组装面积：200 m2，最大处理量：250 m3/h，法兰公称通径：125/150 mm。

2.2 设计模式中板式换热器换热介质B的选择

受牛奶质量安全和卫生状况的限制，在板式热换器进行牛奶预制冷设计模式中介质B应选择为水是基于以下几个方面的考虑。

2.3.1 水的比热容大，在充分的冷却后完全达到设计所需效果 水的比热容为1，是自然界中比热容最大的物质之一，能在设计模式运行的全过程进行重复循环冷却，且来源方便，易于维护保养，可操作性强。

2.3.2 基于牛奶质量安全的考虑 由于本设计模式中使用冷却水对牛奶进行热量的相互传递，达到预制冷的效果。但是在实际工作当中，选择水的安全型比其他冷媒介质要高。这是因为被冷却的是牛奶是一种食品，在实际应用过程中万一热换器密封不严或是换热片损坏造成冷却介质进入被冷却的牛奶之中，发生严重的食品安全事故。而水作为冷却介质，即便是进入牛奶之中，只要发生后处理及时不会出现大的食品安全事故，不会造成严重的后果。

2.3 设计模式的工作原理及建设安装示意图

板式热换器主要是通过相互两种介质之间的流动接触来实现热量的传递的过程。在本实验中采用板式热换器主要是将从挤奶机里挤出来的牛奶作为介质A，经过冷却塔冷却的水作为介质B，奶泵和冷却循环泵作为推动介质A和介质B运动的原动力，推动介质A和介质B在板式换热器板片内各自的孔道中流动相互接触实现热传递，达到利用冷却水来减低牛奶温度的目的。

3 设计模式中设备的维护与保养

3.1 输奶管道的清洗

以往的奶牛养殖场挤奶机的清洗通常是使用挤奶机自带的清洗系统进行清洗，主管道的清洗常常也是采用一季度清洗一次的方式进行。然而在采用板式热换器进行预制冷后，牛奶通过输奶管道的阻力增加，牛奶在输奶管道的停留时间延长。因此在实际生产过程中，应将原来一季度一次的主管道清洗变为两个月一次，并且在每次清洗时应将主管道拆下后，抬到宽敞的地方，将编织袋清水浸透，用一根大于主管道长的8号铁丝穿过主管道，一头将浸湿编织袋的一角栓死，另一头用力拉使浸透的编织袋穿过被清洗的主管道，来回数次可将挤奶设备主管道彻底的清洗干净。安装主管道后，开启挤奶设备清洗系统，用清水将挤奶设备全部清洗一次即可完成对挤奶设备的彻底清洗。

3.2 板式热换器的清洗

在奶牛养殖场挤奶设备应用板式热换器后，由于板式热换器的通过介质牛奶和水在板式热换器换热片内的流动进行，工作时间一长，在板式换热器内容易形成牛奶的奶垢和水的水垢，所以在清洗时应将换热器卸下，拆开紧固螺栓将板式换热器的换热片全部取出扣去嵌在换热片中的垫片，分散在清水中进行清洗[2]。在清洗过程中注意要用钢刷刷去粘在换热片上的水垢和奶垢，清洗干净用清水冲洗后，晾干安装即可。

4 讨论

由于仅对应用板式热换器进行牛奶的预制冷的计模式和运行工作原理的理论简述，受条件所限对制冷效果和牛奶的质量状况等方面缺乏进一步深入系统的研究，为此在今后的过程中应做好以下几个方面的实验。

4.1 加强对有无应用板式热换器牛奶制冷过程中制冷效果、制冷效率和牛奶的质量状况进行观察，为下一步推广该应用模式奠定良好的基础。

4.2 注重对设计模式全过程中能量的转化状况的研究，为合理的配套牛奶泵、水泵和水冷却风扇的功率提供一定的理论依据。

4.3 探索最佳预制冷条件下牛奶流速、水流速和冷却水的转速之间的配比关系，为进一步发挥最佳的预制冷效果提供合理的数据支撑。

[1] 胡智胜.奶牛规模化养殖要摆脱“求大”误区[J].中国乳业,2015,22(4):21-22.

[2] 孔文彬.板式换热器失效分析研究[D].广东：华南理工大学硕士学位论文，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，汉族，甘肃天祝人，大学本科学历，助理兽医师，主要工作方向从事畜牧兽医工作。

S818.9

C

1001-9111(2016)01-0069-03