Мобильная концентрирующая установка и способ концентрирования молока

Мобильная концентрирующая установка и способ концентрирования молока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится в целом к мобильной концентрирующей установке (МКУ) и способу концентрирования молока и, в частности, к мобильной установке и способам концентрирования молока при нахождении в стационарном состоянии и/или при загрузке или выгрузке молока, или при перемещении.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В молочной промышленности жидкий пищевой продукт, такой как сырое молоко, получают от коров/с ферм и обрабатывают/концентрируют для обеспечения удаления воды или пермеата с помощью стационарных установок путем обратноосмотической фильтрации (OO). Стационарные установки содержат секцию подачи и секцию фильтрования, обеспечивающие поступление сырого молока и получение из него двух основных конечных продуктов: концентрированного молока и воды. Стационарная установка может называться также "мембранной установкой", "системой фильтрации" или "концентрирующей фабрикой/установкой". Термин "мембрана" относится к типу фильтрации, который обычно используют для каких-либо жидких пищевых продуктов. Поэтому терминология, связанная с конструкцией фильтрационной установки, меняется в зависимости от многих условий, которые могут воздействовать на отдельные компоненты, которые составляют мембранную установку, а также условий ее работы. В данном описании ссылка на различные компоненты может выполняться с помощью любого из терминов, упомянутых ниже. Компоненты могут обозначаться следующими терминами:

Секция подачи МКУ: подающий модуль МКУ, насосная система подачи МКУ.

Молочный концентрат МКУ: ультраконцентрат.

Вода МКУ: пермеат, сбросная вода, фильтрат.

OO: процесс обратноосмотической фильтрации.

МКУ в сборе: Грузовик/транспортное фильтрационной установки, грузовик/транспортное средство мембранной установки, грузовик/транспортное средство обратноосмотической установки, обратноосмотическая установка, фильтрационная система или концентрирующая установка.

В молочной промышленности высокие затраты, связанные с транспортировкой сырого молока, значительно сокращают размер чистой прибыли. Одно из решений состоит в транспортировке сырого молока к стационарной концентрирующей установке, в которой из молока удаляют по возможности максимальное количество воды для обеспечения сокращения его объема. Концентрированное молоко затем направляют в различные места для его восстановления или для переработки с получением других молочных продуктов, таких как сыр. Путем уменьшения объема транспортируемого молока использование концентрирующей установки обеспечивает сокращение некоторых затрат, связанных с последующей транспортировкой молока от указанной установки.

Такие концентрирующие установки, хотя и являются эффективными, не лишены определенных недостатков. Например, сырое молоко, находящееся в неконцентрированном состоянии, должно быть тем не менее транспортировано с фермы к концентрирующей установке. Таким образом, транспортные затраты остаются высокими. К тому же установка может располагаться далеко от фермы, на которой производится молоко. Затраты на монтаж удаленной стационарной установки для концентрирования молока высоки вследствие дополнительных затрат на инфраструктуру, необходимую для поддержки выполнения операций, производимых концентрирующей молоко установкой, например: цистерны для хранения продукции, загрузка и выгрузка продукта, работы по техническому обслуживанию и строительству (зданий, дорог и т.д.), системы очистки и энергоснабжения. Транспортировка молока к концентрирующей установке также может быть экономически невыгодной вследствие большого расстояния между молочной фермой и концентрирующей установкой. Кроме того, молоко необходимо выгрузить, обработать и снова загрузить, что увеличивает транспортные расходы. Следовательно, существует необходимость в установке или способе, которые могут дополнительно сократить затраты на транспортировку молока в молочной промышленности.

Установки мембранной фильтрации используются в мировой молочной промышленности более 40 лет, а "спиральная" конструкция мембраны была введена много лет назад и быстро стала стандартной. Необходимо отметить, что до настоящего времени использование этой технологии мобильного концентрирования полученного на ферме молока, описанной в данной заявке, не рассматривалось или, во всяком случае, не предлагалось за все 40 лет применения этой технологии. Следует заметить, что молочная промышленность Новой Зеландии признана мировым лидером в развитии технологий молочного производства и внедрении многих процессов, которые в настоящее время повсеместно применяются в мировой молочной промышленности.

Процесс обратного осмоса (OO) сырого молока используется с 1960-х гг. на перерабатывающих заводах и реже - на фермах. Например, компания Alfa Laval запатентовала этот процесс в 1969 году.

Установки мембранной фильтрации или фабрики концентрирования, являющиеся основными элементами процесса обработки молока, не лишены проблем. Общеизвестно, что эти установки или фабрики создают затруднения при их очистке (которая требуется ежедневно), связаны с риском при работе (повреждение мембраны может легко произойти из-за избыточного давления, температуры и химического воздействия), обычно требуют для работы больших затрат мощности, технического обслуживания и имеют большие габариты и вес. В случае повреждения (которое легко может возникнуть) покупка новых мембран требует больших затрат.

Если говорить о том, почему ничего подобного не было сделано до сих пор, то все, кто рассматривал применение обратного осмоса (OO) на передвижном транспортном средстве при функционировании установки обратного осмоса во время его движения, до недавних пор не принимали эту идею в расчет, поскольку установки были слишком большими, имели слишком сложную конструкцию, были слишком сложными для очистки и опасными при эксплуатации.

Данное изобретение является результатом 15-летнего опыта изобретателя в конструировании мембранных установок, который позволил учесть выявленные проблемы и создать компактную, легковесную конструкцию, которая потребляет мало энергии, может быть технически проста, имеет низкий риск повреждения мембран и может быть легко очищена.

Другой проблемой, связанной с мембранами существующих стационарных установок, является необходимость защиты мембран от повреждения вследствие избыточных давлений, температур и химических воздействий. Это обеспечивается с помощью обширного ассортимента дорогого и сложного оборудования.

Заводские мембранные установки снабжены широким ассортиментом установленного оборудования и автоматизированных компьютерных систем управления, которые обеспечивают возможность работы установки в различных режимах, например при постоянном потоке, когда рабочее давление в установке колеблется, но профиль потока и скорость потока не меняются во времени, или при постоянном давлении, когда существует возможность снижения расхода в установке по мере ее засорения. В современных системах для управления установками используется сочетание измерителей расхода подаваемого потока и потока ультраконцентрата, измерения количества сухих веществ (рефрактометры/нефелометры) и заданных показателей концентрирования (известных как коэффициенты преобразования объема).

В данном описании, если явно не указано обратное, при любом упоминании или обсуждении документа, действия или пункта технических сведений предполагается, что это упоминание или обсуждение не является свидетельством того, что документ, действие или пункт технических сведений или любая их комбинация были изданы до даты приоритета, являлись публично доступными, известными или были частью общеизвестных знаний, или были известны как относящиеся к попытке решить какую-либо проблему, рассматриваемую в данном описании.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью изобретения является создание мобильной концентрирующей установки и способа концентрирования молока, которые устраняют некоторые недостатки и ограничения известного уровня техники или по меньшей мере являются выгодной альтернативой.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Первый аспект изобретения относится к мобильной концентрирующей установке (МКУ) 100 для концентрирования молока, которая содержит:

(а) транспортное средство, имеющее по меньшей мере одну накопительную цистерну 116, 118 для приема и хранения молока и

(b) концентрирующую установку, установленную на указанном транспортном средстве, соединенную с обеспечением проточного сообщения с накопительной цистерной 116 и предназначенную для забора молока из накопительной цистерны 116 и его обработки, пока транспортное средство неподвижно и/или находится в состоянии загрузки или выгрузки молока, или движется, причем указанная установка содержит систему 106 обратноосмотической фильтрации, которая предназначена для забора молока из накопительной цистерны 116 и его обработки с обеспечением получения потока, состоящего по существу из воды, и потока продукта, представляющего собой концентрированное молоко и поступающего в другую или в эту же накопительную цистерну,

(c) при этом указанная концентрирующая установка содержит:

(d) секцию подачи, содержащую клапанные системы для продукта/воды/безразборной очистки и насосное оборудование высокого давления, обеспечивающее прием и подачу молока под давлением через установку.

(e) систему управления уровнем концентрирования, содержащую регулирующий клапан, который контролирует поток концентрата для достижения постоянного рабочего давления с обеспечением управления установкой.

Предпочтительно мобильная концентрирующая установка содержит средства контроля за проводимостью воды для определения момента получения заданного количества сухих веществ молока.

Предпочтительно мобильная концентрирующая установка 100 содержит фильтрационный модуль, содержащий мембраны 128, резервуары высокого давления, рециркуляционное насосное оборудование и цистерну 134 для сбора воды, причем при работе молоко проходит под давлением через резервуары и фильтрующие мембраны 128 под действием рециркуляционного насоса, при этом создается проходящий поперек указанной мембраны перекрестный поток сбросной воды, который поступает в указанную цистерну 134, а концентрированное молоко перекачивается по линии подачи концентрата в накопительную цистерну 116 или 118.

Предпочтительно в предложенной установке вода или пермеат могут храниться в цистернах 134, 136 или сливаться через выпускное отверстие 138.

Предпочтительно в предложенной установке накопительная цистерна 118 или 116 для концентрированного молока является отдельной съемной цистерной-хранилищем.

Другой аспект изобретения относится к способу сбора и концентрирования молока с помощью мобильной концентрирующей системы, описанной выше, который включает:

(a) использование секции подачи и помещение молока в накопительную цистерну транспортного средства,

(b) забор молока из накопительной цистерны, пока транспортное средство неподвижно и/или находится в состоянии загрузки или выгрузки молока, или движется, и подачу молока к концентрирующей установке, перевозимой указанным транспортным средством,

(c) управление концентрирующей установкой, пока транспортное средство неподвижно и/или находится в состоянии загрузки или выгрузки молока, или движется, с обеспечением удаления воды из молока с помощью системы обратноосмотической фильтрации в сочетании с системой управления уровнем концентрирования, вследствие чего установка работает под давлением с обеспечением получения по отдельности концентрированного молока и воды, и

(d) доставку концентрированного молока на перерабатывающий завод или перегрузку концентрированного молока в большегрузные транспортные средства, которые доставляют его на перерабатывающий завод.

Другой аспект изобретения относится к способу управления мобильной концентрирующей установкой (МКУ) с обеспечением получения молочного концентрата и сбросной воды, как заявлено ранее, в периодическом режиме, причем МКУ содержит модуль типа А и модуль типа В, которые присоединяют к по меньшей мере одной накопительной цистерне 116 или 118 транспортного средства, и одновременно выполняет удаление воды и подачу молока в ту же цистерну 116 или в другую цистерну 118 с обеспечением доставки молочного концентрата на перерабатывающий завод без его перегрузки в большегрузные транспортные средства завода.

Другой аспект изобретения относится к способу управления мобильной концентрирующей установкой (МКУ), заявленной выше, с обеспечением получения молочного концентрата и сбросной воды за один проход установки потоком, причем МКУ 100 содержит транспортное средство, по меньшей мере один модуль типа А и по меньшей мере два модуля типа В, в соответствии с чем установку такой конструкции используют для перемещения по пути сбора молока, а также сбора молока и его непрерывного концентрирования, при этом установка содержит накопительную цистерну 116 для полученного на ферме молока, концентрирующую установку, накопительную цистерну 134 для воды/пермеата и непрерывно производит концентрат с высокой степенью концентрации, который хранят в накопительной цистерне 118, так что большегрузные транспортные средства завода могут забирать молоко из цистерны 118 и транспортировать его на завод.

Другой аспект изобретения относится к способу управления мобильной концентрирующей установкой (МКУ), заявленной выше, с обеспечением получения молочного концентрата и сбросной воды за один цикл работы, причем установка содержит по меньшей мере одно транспортное средство, по меньшей мере два модуля типа А и по меньшей мере два модуля типа В, в соответствии с чем указанную МКУ используют для поездок к стационарным пунктам, расположенным по пути сбора молока, при этом другие транспортные средства собирают молоко и доставляют его к неподвижному транспортному средству, где его обрабатывают и запасают в накопительных цистернах 118 автоприцепа, подвозимых к месту работы, при этом установка содержит накопительную цистерну 116, концентрирующую установку, накопительную цистерну 134 для пермеата и непрерывно производит концентрат с высокой степенью концентрации, который хранят в цистернах 118, подвозимых к месту работы, при этом транспортные средства перерабатывающего завода собирают молочный концентрат из прицепов транспортного средства и доставляют его на завод, а мобильную установку для концентрирования молока периодически возвращают на завод для очистки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже приведено описание изобретения, данное только в качестве примера, со ссылкой на сопровождающие чертежи:

Фиг.1 изображает принципиальную схему первого предпочтительного варианта выполнения предложенной мобильной концентрирующей установки. Эта схема иллюстрирует основной производственный процесс фильтрации при соединении обратноосмотического аппарата, входящего в состав мобильной концентрирующей установки, с цистернами грузовика с помощью трубопроводов, при этом обратноосмотический аппарат МКУ приводится в действие от источников энергии транспортного средства/грузовика, а установка работает в режиме периодического или непрерывного концентрирования молока.

Фиг.2 изображает вид сбоку мобильной концентрирующей установки, показанной на фиг.1.

Фиг.3 схематически изображает альтернативный вариант выполнения предложенной мобильной концентрирующей установки с одноконтурной системой, которая может использоваться с циркуляционным насосом или без него. Эта конструкция работает в так называемом "периодическом" режиме, при котором обратноосмотический аппарат МКУ соединен трубопроводами с цистерной для молока и осуществляет рециркуляцию молока между цистерной и установкой. Молоко в цистерне постоянно концентрируется до получения заданного уровня сухого вещества.

Фиг.4 схематически изображает альтернативный вариант выполнения предложенной мобильной концентрирующей установки с многоконтурной системой для непрерывного получения ультраконцентрата (известной как многоступенчатая установка), причем такая многоступенчатая конструкция непрерывно производит концентрат заданного состава с обеспечением возможности непрерывного накопления полностью концентрированного продукта в прицепе.

Фиг.5 схематически изображает альтернативный вариант выполнения предложенной мобильной концентрирующей установки с многоконтурной системой для непрерывного концентрирования пермеата при его форсированной подаче (также известной как многоступенчатая установка), "пермеат" в данном варианте конструкции может представлять собой совокупность отходов, поскольку он повторно подается насосом до достижения давлений, соответствующих давлениям работы обратноосмотического аппарата МКУ, и еще раз фильтруется для повышения чистоты воды.

Фиг.6 схематически изображает альтернативный вариант выполнения предложенной мобильной концентрирующей установки с многоконтурной системой для непрерывного концентрирования пермеата, модульная конструкция которой может содержать или не содержать подкачивающий насос. Данная конструкция, обычно не используемая для концентрирования молока, работает при соединении с цистерной для молока с помощью трубопроводов, являющимся соединением "периодического" типа.

Фиг.7 изображает фильтрационный элемент с четырьмя резервуарами, используемый в данном изобретении.

Фиг.8 изображает фильтрационный элемент с двумя резервуарами, используемый в данном изобретении.

Фиг.9 изображает фильтрационный элемент с восемью резервуарами, используемый в данном изобретении.

Фиг.10 изображает транспортное средство МКУ для перевозки молока с установленным сбоку фильтрационным элементом.

Фиг.11 изображает альтернативный вариант выполнения МКУ.

Фиг.12 изображает еще один альтернативный вариант выполнения МКУ.

Фиг.13 изображает еще один альтернативный вариант выполнения МКУ, мобильную "многоступенчатую" систему (тоже предназначенную для сбора молока).

Фиг.14 изображает еще один альтернативный вариант выполнения МКУ, мобильную "многоступенчатую" систему (тоже предназначенную для сбора молока).

Фиг.15 изображает еще один альтернативный вариант выполнения МКУ, стационарную "многоступенчатую" систему (молоко доставляют к грузовику для обработки).

Фиг.16-20 изображают другие варианты выполнения изобретения.

Фиг.21 изображает конструкцию модульных компонентов, которые составляют "модульную" конструкцию МКУ.

Фиг.22 изображает отличия в модулях фильтрации и подачи между тремя типами модульной конструкции установки.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ

Ниже приведено описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения, а именно мобильной концентрирующей установки (МКУ) и способов концентрирования молока. Изобретение не ограничено этими предпочтительными вариантами выполнения, поскольку они являются исключительно иллюстрирующими, и следует отметить, что возможны явные изменения и модификации без отклонения от объема изобретения.

Существует несколько путей или способов использования данной концепции мобильного сбора молока, например, Тип 1 - работа в одноступенчатом "периодическом" режиме (см. также фиг.22), при котором мобильная концентрирующая установка выполняет непрерывную рециркуляцию молока при соединении с цистерной для молока с помощью трубопроводов. По мере продолжения работы установки молоко постепенно концентрируется. Эта установка подходит для областей обслуживания, в которых фермы расположены на таком удалении друг от друга, что у установки есть время, чтобы работать, "не отставая" от скорости загрузки на пути сбора молока. Установка содержит (как минимум) одну секцию подачи и одну секцию фильтрации, соединена с цистерной 116 грузовика и одновременно извлекает молоко и осаждает концентрат в указанной цистерне 116. Этот способ может использоваться там, где фермы расположены далеко друг от друга, и у установки есть время для обработки молока при более низкой скорости сбора. Установка такого типа обычно сама доставляет концентрат на перерабатывающий завод (то есть концентрат не перегружают в заводскую большегрузную цистерну).

Другие примеры способа приведены на странице 35 и относятся к более крупногабаритным установкам, обозначенным на фиг.22 как Тип 2 и Тип 3.

В контексте данного документа Тип 1 используется для описания функциональных возможностей мобильной концентрирующей установки (МКУ) следующим образом.

На фиг.1 и 2 изображен первый вариант выполнения предложенной мобильной концентрирующей установки 100 для молока. Описанная в целом, указанная концентрирующая установка 100 обеспечивает способ сокращения объема молока (или сырого молока, собранного с ферм), находящегося в транспортном средстве, во время движения путем удаления воды/пермеата из молока. Более подробно, МКУ 100 обеспечивает удаление воды и концентрирование сырого молока, полученного в первой точке или пункте загрузки молока (например, на молочной ферме), во время движения транспортного средства к следующей точке или пункту загрузки, что обеспечивает возможность получения одним транспортным средством объема сырого молока, превышающего вместимость указанного средства, при прохождении маршрута, что значительно увеличивает его эффективность и рентабельность.

Мобильная концентрирующая установка (МКУ) 100 для молока содержит систему 102 накопления молока, систему 104 подачи, систему 106 фильтрации, систему 108 сброса, систему 110 концентрата, систему 112 энергоснабжения и приводной механизм 114. Система 102 накопления молока содержит одну или несколько накопительных цистерн 116 и 118 для хранения молока. В изображенном варианте выполнения показаны и описаны две накопительные цистерны 116 и 118. Указанные цистерны 116 и 118 предпочтительно сообщаются друг с другом по линии 120 перелива с обеспечением перетекания содержимого одной из цистерн 118 в другую цистерну 116, когда она заполнена или почти заполнена молочным концентратом. По меньшей мере одна из указанных цистерн имеет входное отверстие 122 для молока, через которое цистерна 116 может наполняться сырым молоком. Накопительные цистерны 116 и 118 предпочтительно полностью соответствуют всем нормативным требованиям, предъявляемым к хранению пищевых продуктов, таких как молоко, и предпочтительно имеют размер, который равен или приближается к размеру, допустимому для транспортного средства, перевозящего указанные цистерны.

Система 104 подачи содержит насосную систему, в которую может входить основной подающий насос 124 и циркуляционный насос 126. Основной подающий насос 124 предпочтительно соединен с накопительными цистернами 116 и 118 и может использоваться для забора молока из одной или обоих из указанных цистерн 116 и 118 и подачи его под давлением, соответствующим заданному давлению фильтрации. Предпочтительно заданное давление фильтрации лежит в диапазоне между минимальным давлением, составляющим приблизительно 10 или 15 бар, и максимальным давлением, составляющим приблизительно 25, 30 или 40 бар, и наиболее предпочтительно составляет приблизительно 20 бар. Предпочтительно основной подающий насос 124 может использоваться для перекачивания молока при заданной величине расхода. Предпочтительно заданный расход молока лежит в диапазоне между минимальным расходом, составляющим приблизительно 2, 5, 10, 15, 20 или 25 м³/ч, и максимальным расходом, составляющим приблизительно 30, 35, 40, 45 или 50 м³/ч, и наиболее предпочтительно составляет приблизительно 30 м³/ч.

Циркуляционный насос 126 может использоваться для циркуляции молока по системе 106 фильтрации после его подачи под давлением с помощью основного подающего насоса 124. Указанная система 106 предназначена для фильтрации поступающего потока с обеспечением отделения содержащейся в нем воды от сухих веществ. Система 106 фильтрации изображенного варианта выполнения осуществляет обратноосмотическую фильтрацию, однако нужно отметить, что другие типы фильтрационных систем также находятся в рамках идеи и объема данного изобретения, например системы нанофильтрации, ультрафильтрации и микрофильтрации.

Система 106 фильтрации содержит фильтрующую мембрану 128, через которую может проходить только вода и который, таким образом, разделяет систему 106 фильтрации на отсек 130 концентрата и отсек 132 сброса или сбросной воды. Сухие вещества молока захватываются в отсеке 130 концентрата, в то время как вода проходит через фильтрующую мембрану 128 в отсек 132 сбросной воды. Система 106 фильтрации может иметь любую подходящую конструкцию, обеспечивающую выделение воды из молока, например, это может быть одноступенчатая или многоступенчатая система с различными требованиями и конструктивными особенностями системы подачи.

Отсек 132 сброса системы 106 фильтрации соединен с накопительной цистерной 134 для промывной воды. Указанная цистерна 134 предназначена для хранения заданного количества выделенной воды, а также ее использования для промывки отсека 130 концентрата системы 106 фильтрации, когда указанная система отключена, как подробнее описано ниже. Накопительная цистерна 134 для промывной воды имеет емкость 100-5000 литров, более предпочтительно 300-400 литров. Система 106 фильтрации предпочтительно имеет емкость 100-400 литров, более предпочтительно 200-300 литров.

Система 108 сброса содержит накопительную цистерну 136 для сбросной воды и выпускное отверстие 138. Указанная цистерна 136 предназначена для хранения заданного количества сбросной воды для последующего ее слива в соответствующем месте, например, в канализационный коллектор, обрабатывающую станцию, оросительную систему молочной фермы и т.д. Выпускное отверстие 138 обеспечивает возможность быстрого выпуска сбросной воды в соответствующем месте, таком как дорога или канава при движении или неподвижном состоянии транспортного средства. Система 108 сброса также содержит насосы, трубопроводы и клапаны для управления потоком сбросной воды.

Система 110 концентрата обеспечивает сообщение отсека 130 концентрата системы 106 фильтрации с по меньшей мере одной из накопительных цистерн 116 и 118. Кроме того, указанная система 110 содержит трубопроводы, насосы и клапаны для подачи концентрированного молока обратно в цистерны 116 и 118.

Энергосистема 112 предназначена для питания насосов и средств управления мобильной концентрирующей установкой 100. Энергосистема 112 предпочтительно является портативной и служит для перевозки на транспортном средстве с молоком. Наиболее предпочтительно указанная энергосистема 112 просто отводится от собственной электрической, гидравлической или механической энергосистемы транспортного средства или продолжает ее. Как вариант, энергосистема 112 является автономной системой, которая перевозится транспортным средством с молоком и может использоваться для создания собственного источника питания для приведения в действие мобильной концентрирующей установки 100. Предпочтительно энергосистема 112 потребляет меньше 150 кВт/ч или даже меньше, например, меньше 50 кВт/ч.

Как показано на фиг.2, приводной механизм 114 содержит типичные элементы, связанные с транспортным средством для молока, к которым относится рама 140 для поддержания остальных элементов мобильной концентрирующей установки 100, несколько колес 142, обеспечивающих возможность легкого перемещения мобильной концентрирующей установки 100 по поверхности, кабину 144 водителя и двигатель 146 для привода одного или нескольких из указанных колес 142. Как указано выше, двигатель 146 предпочтительно снабжает энергией мобильную концентрирующую установку 100, благодаря чему не требуется подключение указанной установки 100 к стационарному источнику питания, и поэтому она является полностью мобильной и может использоваться для обработки молока во время движения транспортного средства.

Различные конструктивные сочетания блоков подачи и фильтрации могут быть выполнены в виде модулей, которые могут собираться для обеспечения конкретных производственных мощностей, требуемых для различных производственных площадей и размеров зон обслуживания. На фиг.22 изображены два типа модулей.

Модуль Типа А: модуль секции подачи. Эти модули содержат насосное оборудование высокого давления, клапаны подачи для молока/воды/очистки на месте и предварительные фильтры, накопительную цистерну 134 для пермеата (соединенную с накопительной цистерной 134 фильтрационного модуля), гидравлическое энергооборудование и системы управления для контроля за работой установки. Аналогично, для увеличения производительности установки, возможно применение дополнительных фильтрационных модулей, соединенных последовательно.

Модуль Типа В: фильтрационные модули. Эти модули содержат фильтрующие мембраны 128, кольцевой циркуляционный насос 126 и накопительную цистерну 134 для пермеата. В зависимости от требуемой производительности возможно применение нескольких фильтрационных модулей, соединенных последовательно. Каждый добавленный модуль увеличивает активную поверхность мембранного фильтра установки.

С учетом приведенного выше описания компонентов мобильной концентрирующей установки 100 для молока далее описана работа указанной установки 100. Как показано на фиг.1 и 2, перенос молока начинается после перемещения к первому пункту, в котором сырое молоко принимают в переднюю накопительную цистерну 116 через входное отверстие 122. Подающий насос 124 обеспечивает поддержание давления сырого молока. Циркуляционный насос 126 выполняет рециркуляцию сырого молока по системе 106 фильтрации, в которой вследствие процесса обратного осмоса вода начинает отделяться от сухих веществ, содержащихся в сыром молоке. Воду направляют в накопительную цистерну для промывной воды до тех пор, пока указанная цистерна не становится полной или почти полной. Концентрированное молоко, в котором содержание сухого молочного остатка повышено по сравнению с сырым молоком до заданного уровня, который, например, составляет от 13% до 25%, направляют и заливают в заднюю накопительную цистерну 118.

Когда накопительная цистерна 134 для промывной воды наполняется, поток воды направляют или в накопительную цистерну 136 для последующего выпуска или в выпускное отверстие 138 для непосредственного слива. Установка продолжает работать, пока транспортное средство перемещается от одного пункта сбора молока к другому, освобождая пространство в цистернах для принятия дополнительного количества сырого молока. При движении транспортного средства сырое молоко непрерывно забирают из передней накопительной цистерны 116 и сепарируют, при этом воду сливают или запасают, а концентрированное молоко направляют к задней накопительной цистерне 118. Таким образом, объем сырого молока в накопительной цистерне 116 уменьшается, а объем концентрированного молока в накопительной цистерне 118 увеличивается.

В каждой точке сбора молока (на молочной ферме) сырое молоко загружают в накопительную цистерну 116 и затем обрабатывают. Когда уровень в цистерне 118 достигает определенного значения, то есть цистерна заполняется или почти заполняется, концентрированное молоко снова переливают в цистерну 116. Хотя это и уменьшает эффективность системы, поскольку при этом концентрированное молоко смешивается с сырым молоком, содержащимся в цистерне 116, транспортное средство уже завершает объезд пунктов, так что такое уменьшение эффективности является приемлемым. Транспортное средство продолжает собирать сырое молоко до тех пор, пока не наполнятся обе цистерны 116 и 118, либо пока не будет завершен назначенный маршрут. После этого транспортное средство направляют к перерабатывающему заводу для переработки молока, которое содержится в цистернах 116 и 118. Когда транспортное средство направляется к перерабатывающему заводу, мобильную концентрирующую установку 100 можно либо отключить, либо продолжить процесс уменьшения содержания воды в молоке с ее помощью. При отключении установки воду, содержащуюся в накопительной цистерне 134 для промывной воды, направляют в отсек 130 концентрата системы 106 фильтрации для обеспечения проталкивания оставшегося там концентрированного молока в накопительные цистерны 116 и 118. Систему 106 фильтрации затем очищают любым общеизвестным способом. Необходимо отметить, что несмотря на то, что изображены и описаны две цистерны 116 и 118, в альтернативном случае возможно использование одной цистерны с концентрированным молоком, которое возвращают в ту же цистерну, в которую собирают сырое молоко и из которой молоко забирают для сепарации.

Альтернативные варианты выполнения предложенной мобильной концентрирующей установки для молока описаны в соответствии с изображающими их фиг.3-12. Описанные в целом, мобильные концентрирующие установки предназначены для установки на молочную автоцистерну (то есть содержат ее) и используют технологию обратноосмотической фильтрации (OO) для удаления воды из молока, собираемого молоковозом.

Мобильная концентрирующая установка для молока является полностью мобильной съемной системой, которая может быть установлена сзади на существующие молоковозы или встроена в новые молоковозы на стадии их производства. Могут использоваться и другие конструкции фильтрационного элемента, которые обеспечивают возможность монтажа установки на любой части транспортного средства (сбоку, перед цистерной или за ней) и фактически могут быть установлены на прицепе или на грузовике.

В данной заявке приведены и описаны четыре отдельных варианта выполнения данного изобретения:

- Фиг.3 изображает одноконтурную систему с циркуляционным насосом или без него.

- Фиг.4 изображает многоконтурную систему с непрерывным концентрированием молока.

- Фиг.5 изображает многоконтурную систему с непрерывным концентрированием пермеата и его форсированной подачей (известную как двух- (и более) ступенчатая установка).

- Фиг.6 изображает многоконтурную систему модульной конструкции с непрерывным концентрированием пермеата (с бустерным насосом или без него).

Последний контур на каждом чертеже подробно изображает отводной патрубок ультраконцентрата на последнем этапе для каждой установки.

Воду, отделенную от молока, либо сливают на дорогу, либо собирают и возвращают на фермы или к местам слива сточных вод.

В мобильной концентрирующей установке (МКУ) используется технология обратноосмотической фильтрации (00) для обеспечения удаления воды/пермеата из молока, собираемого молоковозом. Основными особенностями подобных установок является следующее:

- МКУ полностью мобильны. Для работы установки используют встроенную систему энергоснабжения,

- В МКУ используется локальная рабочая мощность от двигателя транспортного средства или от мобильного блока питания (гидравлического и/или электрического),

- МКУ обеспечивает возможность концентрирования молока в процессе его транспортирования.

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

МКУ для молока может приводиться в действие с помощью любого доступного "мобильного" источника энергии, установленного на транспортном средстве. Например, питание может осуществляться:

- гидравлически от устройства отбора мощности транспортного средства (к гидравлическим двигателям насосов),

- гидравлически от гидравлического источника энергии с дизельным приводом, расположенного на грузовике (к гидравлическим двигателям насосов),

- электрически от электрического источника энергии с дизельным приводом, расположенного на грузовике (к электродвигателям насосов).

МКУ может содержать набор насосных блоков для обслуживания блока мембранных резервуаров. Различные конструкции блока резервуаров требуют различных конструкций модуля (с одним или двумя насосами) и различных производительностей насосов (определяемых присоединенной площадью поверхности мембран). Ограничением по существу является мощность, которая может быть подана к блоку энергосистемой, которая либо установлена на транспортном средстве, либо образована его собственными системами.

Чем выше производительность блока, тем