Prawidłowe chłodzenie mleka chillerem polega na odbieraniu ciepła z mleka wodą lodową albo roztworem glikolu, tak aby szybko zejść do temperatury wymaganej przepisami i zatrzymać rozwój bakterii. Poniżej pokazujemy, jak działa taki układ, jak dobrać moc i jakich awarii się wystrzegać. Pracujemy w całej Polsce, telefon +48 501 179 381.
Spis treści:
Jakie temperatury wymaga chłodzenie mleka
Dla mleka surowego w gospodarstwie punktem odniesienia jest rozporządzenie (WE) nr 853/2004, załącznik III, sekcja IX. Mleko po udoju trzeba schłodzić bez zwłoki do temperatury nie wyższej niż 8°C, jeśli odbiór jest codzienny. Gdy odbiór nie jest codzienny, limit wynosi 6°C.
Przepis przewiduje wyjątek. Wymogów temperaturowych nie stosuje się, jeśli mleko spełnia kryteria dla mleka surowego i zostanie przerobione w ciągu dwóch godzin od udoju. Drugi wyjątek dotyczy sytuacji, gdy wyższa temperatura jest potrzebna ze względów technologicznych i zgodził się na nią właściwy organ.
To są wartości graniczne, a nie cele projektowe. W praktyce układ projektuje się z zapasem, bo mleko ma być poniżej limitu także przy upale, przy pełnym zbiorniku i przy zabrudzonym skraplaczu. Szczegóły dla Twojego zakładu potwierdź z lekarzem weterynarii i odbiorcą mleka.
Dobrze jest też rejestrować temperaturę mleka w zbiorniku w czasie. Wykres pokazuje, czy schładzanie przebiega równo, czy pojawiają się zwłoki po każdym udoju. Taki zapis ułatwia później diagnostykę, bo od razu widać, kiedy układ zaczął tracić moc.
Chłodzenie bezpośrednie a wodą lodową
W chłodzeniu bezpośrednim czynnik chłodniczy odparowuje w płaszczu zbiornika na mleko. Układ jest zwarty i prosty. Ma jednak ograniczenia: moc agregatu jest związana z jednym zbiornikiem, a przy dużym, szybkim dopływie ciepłego mleka zbiornik długo schodzi z temperaturą.
W chłodzeniu pośrednim chiller schładza wodę lodową albo roztwór glikolu, a ten nośnik odbiera ciepło od mleka. Ciepło można odebrać w płaszczu zbiornika albo wcześniej, w wymienniku płytowym. Jeden chiller może obsługiwać kilka odbiorników. Instalacja jest bardziej rozbudowana, za to łatwiej ją rozbudować i zautomatyzować.
Wymiennik płytowy do wstępnego schładzania stawia się na linii między dojarnią a zbiornikiem. Mleko oddaje większość ciepła jeszcze w przepływie, a do zbiornika trafia już chłodniejsze. Zbiornik dochładza je do końcowej temperatury i ją utrzymuje. Dzięki temu sam zbiornik pracuje spokojniej, a mleko krócej przebywa w strefie, w której bakterie rosną najszybciej.
Przy wymienniku płytowym trzeba pilnować trzech rzeczy:
- Temperatury nośnika po stronie chłodzącej, żeby nie zbliżała się do zera i nie powodowała zamarzania mleka na płytach.
- Przepływu po obu stronach, bo zbyt mały przepływ obniża sprawność wymiany ciepła i wydłuża chłodzenie mleka.
- Stanu uszczelek i płyt, zwłaszcza po wielu cyklach mycia.
- Rozdzielenia obiegów, tak aby nośnik nie mógł się zmieszać z mlekiem w razie nieszczelności.
Szerzej o układach dla branży spożywczej piszemy w artykule o systemach chłodzenia w przemyśle spożywczym.
Dobór mocy chillera do chłodzenia mleka
Moc chłodnicza wynika z prostej zależności. Ilość ciepła do odebrania to masa mleka razy jego ciepło właściwe razy różnica temperatur. Podzielona przez czas schładzania daje moc, jaką musi oddać wymiennik lub zbiornik.
Ciepło właściwe mleka przyjmuje się orientacyjnie na poziomie około 3,9 kJ na kilogram i kelwin. Gęstość to około 1,03 kg na litr. To wartości z powszechnej wiedzy technicznej, więc do projektu użyj danych z karty produktu lub od odbiorcy mleka.
Przykład obliczeniowy, nie wymóg przepisów. Dla 1000 litrów mleka o temperaturze około 35°C, schładzanego do 4°C w dwie godziny, wychodzi około 35 kWh ciepła do odebrania. To daje średnio około 17 kW mocy chłodniczej. Do tego dochodzą straty zbiornika i rurociągów oraz zapas na upał.
Na dobór wpływają jeszcze inne czynniki:
- Temperatura mleka po udoju i temperatura wody sieciowej, jeśli używasz wstępnego schładzania.
- Docelowa temperatura i czas, w jakim mleko ma ją osiągnąć.
- Rytm udoju, bo kilka partii w krótkim czasie daje szczyt obciążenia.
- Temperatura otoczenia przy skraplaczu, która obniża moc chillera latem.
- Charakterystyka nośnika, czyli woda lodowa albo roztwór glikolu.
Jeśli szczyt obciążenia jest krótki, można zmniejszyć chiller i wyrównać pracę zbiornikiem buforowym. Więcej o samym doborze znajdziesz w tekście jak dobrać agregat wody lodowej do instalacji przemysłowej.
Glikol, bufor i higiena w układzie
Gdy woda lodowa schodzi blisko zera albo instalacja stoi na zewnątrz, stosuje się roztwór glikolu. W układach, gdzie nośnik krąży blisko produktu spożywczego, wybiera się glikol propylenowy. Ma niską toksyczność, dlatego jest standardem w przemyśle spożywczym. Glikol etylenowy jest toksyczny. Różnice opisujemy w artykule glikol etylenowy a propylenowy.
Trzeba pamiętać o skutkach ubocznych. Roztwór glikolu jest gęstszy i wolniej oddaje ciepło niż czysta woda, więc potrzebuje większego przepływu albo większej powierzchni wymiany. Stężenie dobiera się do temperatury zamarzania z zapasem, według tabeli producenta płynu. Nie zgaduj go na oko.
Zbiornik buforowy z wodą lodową magazynuje chłód. Chiller może pracować dłużej i spokojniej w nocy lub poza szczytem, a w czasie udoju bufor oddaje zgromadzony chłód. Zyskujesz mniejszy agregat, mniej startów sprężarki i stabilniejszą temperaturę nośnika. Bufor wymaga izolacji, pompy obiegowej i sensownej regulacji, żeby nie mieszać ciepłej i zimnej wody. Dobrze dobrany bufor poprawia też powtarzalność chłodzenia mleka, bo temperatura nośnika nie skacze przy każdym starcie sprężarki.
Mycie CIP dotyczy głównie obiegu mleka: zbiornika, rurociągów i strony mlecznej wymiennika. Obieg chłodzenia musi być od niego odseparowany, a po myciu strona mleczna jest dokładnie płukana. Ważne są materiały: elementy mające kontakt z mlekiem wykonuje się ze stali nierdzewnej. O takich instalacjach piszemy na stronie o instalacjach INOX.
Awarie chłodzenia mleka i serwis
Najczęstszy objaw to zbyt wolne schładzanie. Przyczyny bywają proste: zabrudzony skraplacz, który podnosi ciśnienie skraplania i obniża moc, zbyt mało czynnika, zapowietrzony obieg albo za mały przepływ nośnika. Wentylator skraplacza z lamelami oblepionymi kurzem i pyłem roślinnym potrafi odebrać chillerowi sporą część mocy w upalny dzień.
Drugi problem to oblodzenie. Zbyt niska nastawa temperatury wody, uszkodzony czujnik albo za niskie stężenie glikolu prowadzą do zamarzania w parowniku i na płytach wymiennika. Lód może uszkodzić wymiennik, a przy mleku także zamrozić jego część.
Trzecia grupa to czujniki i sterowanie. Przesunięty odczyt czujnika w zbiorniku lub na wodzie lodowej daje fałszywe sygnały, więc sprężarka startuje za późno albo wyłącza się za wcześnie. Do tego dochodzą zużyte styczniki, zawory i pompy.
Zanim cokolwiek zmienimy, sprawdzamy układ na miejscu. Mierzymy parametry pracy, sprawdzamy szczelność, stan skraplacza i czujników, a dopiero potem proponujemy zakres prac. Remont nie zmienia parametrów urządzenia. Działamy w całej Polsce, mamy certyfikowanych techników F-gaz, jesteśmy niezależnym serwisem pogwarancyjnym. Nie sprzedajemy części osobno i nie dostarczamy dokumentacji DTR producenta. Zakres usług opisuje strona o serwisie technicznym agregatów chłodniczych.
Dla wymagań prawnych sprawdź tekst rozporządzenia: rozporządzenie (WE) nr 853/2004 w EUR-Lex.
Pytania i odpowiedzi
Do jakiej temperatury trzeba schłodzić mleko surowe?
Według rozporządzenia 853/2004 mleko schładza się bez zwłoki do nie więcej niż 8°C przy codziennym odbiorze i nie więcej niż 6°C, gdy odbiór nie jest codzienny. Wyjątek dotyczy mleka przerobionego w ciągu dwóch godzin od udoju. Wymogi dla własnego zakładu potwierdź z weterynarią.
Czy wystarczy chłodzenie bezpośrednie w zbiorniku?
Dla niewielkiej ilości mleka często tak. Przy większych partiach i szybkim udoju lepiej sprawdza się wstępne schładzanie w wymienniku płytowym i chłodzenie pośrednie wodą lodową. Decyzja zależy od ilości mleka i rytmu udoju.
Czy w układzie z mlekiem stosuje się glikol propylenowy?
Tak, w obiegach spożywczych wybiera się glikol propylenowy, bo jest mniej toksyczny od etylenowego. Pamiętaj o stężeniu dobranym do temperatury zamarzania i o większej lepkości roztworu.
Dlaczego mleko schładza się za wolno?
Najczęściej winny jest zabrudzony skraplacz, za mało czynnika, mały przepływ nośnika albo źle działający czujnik. Zaczyna się od pomiarów ciśnień, temperatur i przepływu, a nie od wymiany podzespołów.
Czy przeglądy chillera są potrzebne przed sezonem?
Tak, bo latem obciążenie jest największe, a chłodzenie mleka musi dotrzymać limitów mimo upału. Przegląd obejmuje czyszczenie skraplacza, kontrolę czujników, szczelności i stężenia glikolu.
Co przygotować przed telefonem
Żeby szybko ocenić sytuację, przygotuj:
- Ilość mleka na dobę i największą partię po jednym udoju.
- Typ zbiornika oraz układu chłodzenia, a także tabliczkę znamionową chillera.
- Opis problemu, na przykład czas schładzania, alarmy i temperatura mleka.
- Zdjęcia agregatu, skraplacza i wymiennika płytowego.
Zadzwoń: +48 501 179 381 albo napisz: info@coolingflow.pl. Odbieramy od poniedziałku do soboty, 8:00 do 16:00. Możesz też użyć formularza kontaktowego.
Najszybciej przez telefon: +48 501 179 381. Wolimy słuchać niż czytać, na maile odpowiadamy z opóźnieniem.
