DE4134277A1 - Milk cooling - using flow cooling for various milk yield levels in compact milking assembly - Google Patents

Milk cooling - using flow cooling for various milk yield levels in compact milking assembly

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Abstract

The cooling system for a fluid, esp milk in a milking assembly, has a milk collection and delivery unit combined with a flow cooling principle. Pref. a programmable memory controls the final milk temp. according to operator needs. The milk temp. is held at a constant through the heat transfer through the infinitely variable controlled milk vol. as a milk pump connected to the milk delivery. Different cooling capacities are available according to the milk yield. The heat transfer is optimised by insulating the container for the cooling sole into separate hot and cold water zones. The milk is finally cooled in a double-walled milk tank. The cooling capacity is matched by simple refrigerating conversion of the plate size. For automatic cleaning, the milk collection unit also acts as a rinsing vessel. ADVANTAGE - The system is compact, and gives a rapid cooling of the milk from the cows to storage temps., with low cost and little space requirements, independently of the actual milk yield.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kompaktkühlanlage für Melkanlagen zur Kühlung der ermolkenen Milch auf Lagertemperatur nach dem Durchflußkühlprinzip.The invention relates to a compact cooling system for milking systems for cooling the milked milk to storage temperature according to the flow cooling principle.

Mit einer Kompaktkühlanlage nach dem Prinzip der Durchflußmilchkühlung wird die ermolkene Milch kurz nach dem Melken auf eine Lagertemperatur von 4°C gekühlt. Die Milchkühlung trägt dazu bei, daß die Qualität der Milch erhalten wird.With a compact cooling system based on the principle of flow milk cooling the milked milk becomes shortly after milking cooled to a storage temperature of 4 ° C. The milk cooling helps to maintain the quality of the milk becomes.

Die Kühlung kann als Lagerkühlung oder Durchflußkühlung mittels Kaltwasser oder Sole erfolgen. Die dabei entstehende Wärmeenergie kann anderweitig genutzt werden.The cooling can be used as storage cooling or flow cooling using cold water or brine. The resulting one Thermal energy can be used for other purposes.

Bei der Lagerkühlung wird die Milch langsam auf Lagertemperatur abgekühlt und die Milchqualität erhalten. Lagerkühlung hat aber den Nachteil, daß die Milch ständig gerührt werden muß und die schlagende Wirkung der Rührschaufeln zu Ausbutterungserscheinungen führt und die Antriebsenergie als Wärme der Milch zugeführt wird.When cooling the storage, the milk slowly reaches storage temperature cooled down and preserved the milk quality. Storage cooling but has the disadvantage that the milk is constantly stirred must and the impact of the blades leads to churning and the drive energy is supplied as heat to the milk.

Weiterhin treten durch Unterkühlung der Milch an der Behälteroberfläche irreversible Proteinschäden auf.Furthermore occur due to hypothermia of the milk on the container surface irreversible protein damage.

Bei der Durchflußkühlung erfolgt die Kühlung bereits mit Melkbeginn und innerhalb einer kurzen Abkühlzeit. In the case of flow cooling, the cooling is already carried out Start milking and within a short cooling time.  

Es sind verschiedene Möglichkeiten zur Kühlung der Milch in Melkanlagen bekannt.There are several ways to cool the milk known in milking systems.

Denkbar wäre es nach AP 71 900, durch eine angeflanschte Kreiselpumpe die anfallende Milch ständig über den Wärmetauscher zu fördern, wobei sich je nach Milchanfall eine schwankende Endtemperatur der gekühlten Milch ergeben würde, die sich durch das Rührwerk im Milchsammeltank mischen ließe.According to AP 71 900, it would be conceivable to use a flange Centrifugal pump the milk produced continuously through the heat exchanger to promote, depending on the amount of milk fluctuating final temperature of the chilled milk would result which mix through the stirrer in the milk collecting tank let.

Die Unterbelastung der Pumpe, also Mitförderung von Luft, führt zur unzulässig hohen Schaumbildung, Schlagung der Fettkügelchen und dadurch Ausbutterungserscheinungen.The underloading of the pump, i.e. the conveying of air, leads to impermissibly high foaming, striking the Fat globules and thus signs of churning.

Bei der DE-OS 23 35 899 wird die Frischmilch mit geringer Kälteleistung auf etwa 15°C vorgekühlt und nach dem Melken im Kreislauf weiter heruntergekühlt. Durch die Pumpenenergie und bei nicht isoliertem Leitungssystem wird der Milch wieder Wärme zugeführt. Die Wärmezufuhr ist wesentlich geringer, wenn die Kühlung in einem Durchlauf erfolgt.In DE-OS 23 35 899, the fresh milk is reduced Cooling capacity pre-cooled to and around 15 ° C the milking in the circuit further cooled down. Through the Pump energy and when the pipe system is not insulated heat is returned to the milk. The supply of heat is essential lower if cooling takes place in one pass.

Bei der DD-PS 1 45 319 wird der diskontinuierliche Milchfluß innerhalb einer Melkperiode durch Anordnung einer eingeregelten Milchpumpe zwischen Vorstapelbehälter und kombiniertem Wärmeübertrager, im Zusammenwirken mit dem Milchvorstapelbehälter, in einen kontinuierlichen Vorgang umgewandelt, wobei dieser Vorgang für eine optimale Vor- und Hauptkühlung erforderlich ist. Zur Optimierung der Kälteanlage ist der Betrieb derselben sowohl zeitgleich als auch zeitlich verschoben zum Milchfluß erforderlich.In the DD-PS 1 45 319 the discontinuous milk flow within a milking period by arranging a regulated one Breast pump between pre-stacking container and combined Heat exchanger, in cooperation with the milk pre-stacking container, converted into a continuous process this process for optimal pre and Home cooling is required. To optimize the refrigeration system is the operation of the same at the same time as also necessary in relation to the milk flow.

Bei der Durchflußkühlung nach DD-PS 2 45 241 geht es darum, die anfallende Milch ohne Speicherung zu kühlen, weil dadurch Anlagenkosten und Platz gespart werden können. Der Milch- und Kühlwasserförderung dient ein gemeinsamer oder getrennter drehzahlgesteuerter Pumpenantrieb mit unterschiedlichen Fördermengen von Milch und Kühlwasser. Flow cooling according to DD-PS 2 45 241 is all it takes to cool the milk without storing it, because this saves system costs and space. The milk and cooling water supply serves a common purpose or separate speed-controlled pump drive with different Flow rates of milk and cooling water.  

Die Kühlwasserpumpe ist abschaltbar, auskuppelbar oder der Förderstrom um den Wärmetauscher umleitbar. Die Drehzahlregelung beider Pumpen erfolgt in Abhängigkeit von der Füllstandshöhe durch bekannte Sensoren.The cooling water pump can be switched off, disengaged or the Flow can be diverted around the heat exchanger. The speed control of both pumps takes place depending on the Level through known sensors.

Die vorliegende Erfindung entwickelt die DD-PS 2 45 241 weiter.The present invention develops DD-PS 2 45 241 continue.

Der Erfindung nach Anspruch 1 liegt das Problem zugrunde, eine Kompaktkühlanlage für Melkanlagen zu schaffen, die unabhängig vom momentanen Milchanfall kosten- und platzsparend die schnelle Kühlung der gemolkenen Milch auf Lagertemperatur ermöglicht.The invention according to claim 1 is based on the problem to create a compact cooling system for milking systems that is independent from the current milk production cost and space saving the rapid cooling of milked milk to storage temperature enables.

Die Erfindung betrifft eine Kompaktkühlanlage für Melkanlagen, bestehend aus Milchsammel- und -fördereinrichtung, Milchpumpe, Solebehälter, Solepumpe, Umwälzpumpe, Plattenwärmeübertragern und Kältemittelverdichteraggregat.The invention relates to a compact cooling system for milking systems, consisting of milk collecting and conveying device, Breast pump, brine tank, brine pump, circulation pump, plate heat exchangers and refrigerant compressor unit.

Der Milchbehälter erzeugt als Zentralgefäß für mehrere Melkstandanlagen in Abhängigkeit vom Füllstand einen kontinuierlichen Milchstrom als Voraussetzung zur Abkühlung der Milch in einem Plattenwärmeübertrager.The milk container creates a central container for several Milking parlor systems depending on the fill level a continuous Milk flow as a prerequisite for cooling the Milk in a plate heat exchanger.

Der Milchbehälter mit Füllstandsschalter und Sprüharm sichert bei Havarie des Überlaufen des Behälters und dient gleichzeitig als Spülbehälter zur Herstellung der Reinigungslösung (basisch oder sauer) bei der automatischen oder manuellen Reinigung.The milk container with level switch and spray arm secures in the event of an accident, the container overflows and serves at the same time as a rinsing tank for the preparation of the cleaning solution (basic or acidic) in the automatic or manual cleaning.

Durch den geteilten Solebehälter wird zwei-grädige Sole zur Kühlung der Milch bereitgestellt. In Abhängigkeit von der ankommenden Milchmenge werden durch Umschalten der Förderleistung der Umwälzpumpe zwei unterschiedliche Kälteleistungen bereitgestellt. Diese stellen zwei Arbeitspunkte der Anlage dar, zwischen denen der Kühlprozeß pendelt.The split brine container turns two-degree brine into Milk cooling provided. Depending on the incoming milk quantity are switched by switching the delivery rate the circulation pump has two different cooling capacities provided. These represent two working points the system between which the cooling process oscillates.

Durch die Anwendung einer speicherprogrammierbaren Steuerung wird die Milchpumpe stufenlos in Abhängigkeit von der Milchtemperatur und der Milchstrom in Abhängigkeit der durch das Kälteaggregat und den Solebehälter bereitgestellten Energiemenge geregelt. Damit wird die vom Nutzer vorgegebene Endtemperatur der Milch gesichert.By using a programmable logic controller the breast pump is infinitely variable depending on the  Milk temperature and milk flow depending on the provided by the refrigeration unit and the brine tank Regulated amount of energy. This will be the one specified by the user Final temperature of the milk secured.

Die Kompaktkühlanlage hat den Vorteil, daß sie für verschiedene Größen von Melkanlagen beliebig variierbar eingesetzt und durch einfachen kältetechnischen Umbau an die jeweilige Herdengröße angepaßt werden kann. Des weiteren ist der Anschluß von mehreren Anlagen bzw. Milchleitungen möglich, wobei ein diskontinuierlicher Milchanfall abgefangen wird.The compact cooling system has the advantage that it can be used for different The sizes of milking systems can be varied and by simple refrigeration conversion to the respective one Herd size can be adjusted. Furthermore is the Connection of several systems or milk lines possible intercepting discontinuous milk production.

Durch den Einsatz eines neuen energetisch günstigen Wärmeübertragers und des geteilten Solebehälters werden die Energieverluste sowie die Baugröße minimiert und damit eine Optimierung der Wärmeübertragung erreicht.By using a new, energy-efficient heat exchanger and the divided brine container Energy losses and the size are minimized and thus optimizes heat transfer.

Damit verbunden sind auch gegenüber bisher bekannten Lösungen eine erhebliche Platzeinsparung und bedeutend geringere Material- und Herstellungskosten.Connected to this also compared to previously known solutions considerable space savings and significantly less Material and manufacturing costs.

Der Prozeß der Reinigung und Desinfektion ist in die Anlage integriert.The process of cleaning and disinfection is in the system integrated.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is in the drawing shown and is described in more detail below.

Fig. 1 zeigt eine schematische Übersicht des Aufbaus und der Wirkungsweise der Kompaktkühlanlage. Fig. 1 shows a schematic overview of the structure and operation of the compact cooling system.

Während des Melkvorganges erfolgt ein diskontinuierlicher Zulauf der gemolkenen Milch von ca. 32°C, gegebenenfalls durch mehrere Zuleitungen in den Milchsammelbehälter 1. Durch die stufenlos geregelte Milchpumpe 3 erfolgt die Förderung eines kontinuierlichen Milchstromes im Gegenstrom zur Kühlsole durch einen geschraubten Plattenwärmeübertrager für Milch 6. Das Einschalten der stufenlos geregelten Milchpumpe 3 sowie die stufenlose Einstellung der Fördermenge realisiert die speicherprogrammierbare Steuerung in Abhängigkeit von der erzeugten Kühlleistung. Die Führungsgröße ist dabei die Milchtemperatur am Auslauf von ca. 4°C.During the milking process, there is a discontinuous feed of the milked milk of approx. 32 ° C., optionally through several feed lines into the milk collecting container 1 . The continuously variable milk pump 3 promotes a continuous flow of milk in counterflow to the cooling brine through a screwed plate heat exchanger for milk 6 . Switching on the infinitely controlled breast pump 3 and the infinitely variable adjustment of the delivery rate are implemented by the programmable logic controller as a function of the cooling output generated. The reference variable is the milk temperature at the outlet of approx. 4 ° C.

In Abhängigkeit vom Füllstand der Milch im Milchsammelbehälter 1 werden zwei unterschiedliche Kälteleistungen durch Drehzahlumschaltung der Umwälzpumpe 5 bereitgestellt. Diese stellen zwei Arbeitspunkte dar, zwischen denen der Kühlprozeß abläuft.Depending on the fill level of the milk in the milk collecting container 1 , two different cooling capacities are provided by changing the speed of the circulation pump 5 . These represent two working points between which the cooling process takes place.

Die Förderung der Kühlsole erfolgt konstant aus dem Kaltbereich des Solebehälters 2a mittels Solepumpe 4 durch den geschraubten Plattenwärmeübertrager 6 in den Warmbereich des Solebehälters 2b. Aus dem Warmbereich des Solebehälters 2b fördert die Umwälzpumpe 5 die Kühlsole in zwei möglichen Fördermengen durch den gelöteten Plattenwärmeübertrager 7 in den Kaltbereich des Solebehälters 2a. Dabei nimmt die Kühlsole die entsprechende Kälteleistung des verdampfenden Kühlmittels auf. Die übertragene Wärmemenge ist dabei abhängig vom eingestellten Förderstrom.The cooling brine is conveyed constantly from the cold area of the brine tank 2 a by means of the brine pump 4 through the screwed plate heat exchanger 6 into the warm area of the brine tank 2 b. From the warm area of the brine tank 2 b, the circulation pump 5 conveys the cooling brine in two possible delivery quantities through the soldered plate heat exchanger 7 into the cold area of the brine tank 2 a. The cooling brine absorbs the corresponding cooling capacity of the evaporating coolant. The amount of heat transferred depends on the flow rate set.

Das Kältemittelverdichteraggregat 8 dient zur Bereitstellung der Kälteleistung.The refrigerant compressor unit 8 serves to provide the cooling capacity.

Darstellung der im Ausführungsbeispiel verwendeten BezugszahlenRepresentation of the reference numbers used in the exemplary embodiment

1 Milchsammel- und -fördereinrichtung
2a Solebehälter Kaltbereich
2b Solebehälter Warmbereich
3 Stufenlos geregelte Milchpumpe
4 Solepumpe
5 Umwälzpumpe
6 Geschraubter Plattenwärmeübertrager für Milch
7 Gelöteter Plattenwärmeübertrager
8 Kältemittelverdichteraggregat 1 milk collecting and conveying device
2 a brine container cold area
2 b Brine tank warm area
3 Infinitely variable breast pump
4 brine pump
5 circulation pump
6 Screwed plate heat exchanger for milk
7 Brazed plate heat exchanger
8 refrigerant compressor unit

Claims (9)

1. Kompaktkühlanlage zur Kühlung von Flüssigkeiten, insbesondere Milch, in Melkanlagen dadurch gekennzeichnet, daß eine Milchsammel- und -fördereinheit mit dem Durchflußkühlprinzip kombiniert ist.1. Compact cooling system for cooling liquids, especially milk, in milking systems, characterized in that a milk collection and delivery unit is combined with the flow cooling principle. 2. Kompaktkühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Einsatz einer speicherprogrammierbaren Steuerung die Milchendtemperatur den Anforderungen des Betreibers angepaßt werden kann.2. Compact cooling system according to claim 1, characterized in that through the use of a programmable logic controller Control the final milk temperature to meet the requirements of the operator can be adjusted. 3. Kompaktkühlanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Milchtemperatur durch die stufenlos regelbare Milchmenge durch den Wärmeübertrager konstant gehalten wird.3. Compact cooling system according to claim 1 and 2, characterized in that the milk temperature through the continuously adjustable amount of milk through the heat exchanger is kept constant. 4. Kompaktkühlanlage nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der stufenlos geregelten Milchpumpe ein sehr schonender Milchtransport verbunden ist.4. Compact cooling system according to claims 1-3, characterized in that with the continuously controlled breast pump a very gentle milk transport is connected. 5. Kompaktkühlanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Gesamtmilchanfall unterschiedliche Kühlleistungen bereitgestellt werden.5. Compact cooling system according to claim 1 and 2, characterized in that depending on the total milk supply different cooling capacities provided will. 6. Kompaktkühlanlage nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragung optimiert wird, indem der Solebehälter in einen Warm- und Kaltwasserbereich getrennt und isoliert ist.6. Compact cooling system according to claim 1, 2 and 5, characterized in that optimizes heat transfer by placing the brine tank in a hot and cold water area is separated and isolated. 7. Kompaktkühlanlage nach Anspruch 1, 2, 5 und 6, mit automatischer Nachkühlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Milch im doppelwandigen Milchtank wahlweise nachgekühlt werden kann.7. Compact cooling system according to claim 1, 2, 5 and 6, with automatic post-cooling, characterized, that the milk in the double-walled milk tank is optional can be cooled. 8. Kompaktkühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlleistung durch einfachen kältetechnischen Umbau der Herdengröße angepaßt werden kann.8. Compact cooling system according to claim 1, characterized in that the cooling capacity through simple refrigeration Conversion of the herd size to be adjusted  can. 9. Kompaktkühlanlage nach Anspruch 1, mit automatischer Reinigung, dadurch gekennzeichnet, daß die Milchsammeleinheit gleichzeitig als Spülbehälter genutzt wird.9. Compact cooling system according to claim 1, with automatic Cleaning, characterized in that the milk collecting unit also used as a rinsing container becomes.
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