Доильная система - RU2759610C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к доильной системе, содержащей доильный аппарат для получения надоя от молочного животного во время доения, в которой предусмотрен блок управления для управления доильной системой, несколько доильных стаканов, каждый из которых оканчивается молочным шлангом, первый молокоприемник для приема надоя, который соединен с молочными шлангами и в котором предусмотрено первое закрываемое сливное отверстие для молока, первый молокопровод, сообщающийся по текучей среде со сливным отверстием для молока, первое насосное устройство, выполненное с возможностью откачивания надоя из первого молокоприемника в первый молокопровод.

Такие доильные аппараты широко известны, например, доильные роботы от Lely Astronaut® или DeLaval VMS™. Выдоенное молоко обычно собирают в резервуар для хранения молока, где собранное молоко хранится, пока его не заберет молоковоз. По закону молоко должно храниться охлажденным. Охлаждение может осуществляться непосредственно и исключительно в резервуаре для хранения молока, но, чтобы ограничить холодопроизводительность установки резервуара для хранения молока, молоко также может предварительно охлаждаться в блоке предварительного охлаждения, и тогда рекуперированное таким образом тепло может использоваться для других целей, например для предварительного нагрева промывочной воды или т. п.

Практика показывает, что у такой известной доильной системы нежелательно низкий энергетический КПД и, кроме того, необоснованно высокая мощность теплообмена.

Поэтому целью настоящего изобретения является предоставить доильную систему такого типа, как было описано во введении, обладающую повышенной эффективностью и/или пониженной мощностью теплообмена при той же производительности.

Данная цель достигается изобретением за счет доильной системы по пункту 1 формулы изобретения, в частности, за счет доильной системы, которая содержит доильный аппарат для получения надоя от молочного животного во время доения и в которой предусмотрен блок управления для управления доильной системой, несколько доильных стаканов, каждый из которых оканчивается молочным шлангом, первый молокоприемник для приема надоя, который соединен с молочными шлангами и в котором предусмотрено первое закрываемое сливное отверстие для молока, первый молокопровод, сообщающийся по текучей среде со сливным отверстием для молока, первое насосное устройство, выполненное с возможностью откачивания надоя из первого молокоприемника в первый молокопровод, второй молокоприемник, который сообщается по текучей среде с первым молокопроводом для приема таким образом надоя из первого молокоприемника и в котором предусмотрено второе сливное отверстие для молока, второй молокопровод, сообщающийся по текучей среде со вторым сливным отверстием для молока, второе насосное устройство, выполненное с возможностью откачивания по меньшей мере части надоя, в частности всего надоя, из второго молокоприемника во второй молокопровод, при этом первое насосное устройство выполнено с возможностью подачи надоя с первым расходом, а второе насосное устройство выполнено с возможностью подачи надоя со вторым расходом, который меньше первого расхода, и которая дополнительно содержит теплообменную систему, которая сообщается по текучей среде со вторым молокопроводом и выполнена с возможностью приема надоя, подаваемого во второй молокопровод, и доведения принимаемого надоя до нужной температуры.

Изобретение основывается на понимании, что имея только один молокоприемник с насосным устройством, трудно добиться высокой эффективности при охлаждении или нагреве принимаемого молока, равно как и высокой мощности доильного аппарата. К тому же, по окончании доения из этого молокоприемника будут как можно скорее откачивать все молоко, чтобы освободить доильный аппарат для следующего доения. Это, в свою очередь, означает, что в молокопроводе, идущем далее через теплообменное устройство, будет очень интенсивный поток молока. В этом случае указанное теплообменное устройство должно обладать относительно высокой мощностью теплообмена, чтобы также быть способным доводить интенсивный поток молока до нужной температуры. Однако за счет откачки надоя из первого молокоприемника во второй молокоприемник и подачи его оттуда в молокопровод с меньшим расходом через теплообменную систему будет протекать гораздо более равномерный поток молока, и, следовательно, потребуется лишь относительно невысокая мощность. Поскольку откачка из второго молокоприемника может происходить независимо от откачки из первого молокоприемника, теплообменную систему также можно оптимизировать для откачки, упомянутой первой. Это не только обеспечивает преимущества в плане использовании энергии, но также означает, что систему можно сделать гораздо более компактной и что молоко вследствие сниженного расхода также будет лучшего качества. Хотя в этом случае на первом участке от первого ко второму молокоприемнику подача будет осуществляться с известным, высоким расходом, причем этот участок будет гораздо короче, чем обычно, т. е. до резервуара для хранения молока.

В контексте данной заявки термин «расход» понимается как обозначающий объемный поток молока за единицу времени. Альтернативно относительно низкий расход также может быть описан как относительно долгое время, требующееся для того, чтобы откачать из соответствующего молокоприемника все молоко. Таким образом, в настоящем изобретении время опустошения первого молокоприемника будет меньшим, чем время опустошения второго молокоприемника.

Дополнительные варианты осуществления и преимущества описаны в зависимых пунктах формулы изобретения и/или в части описания, которая приводится ниже.

В вариантах осуществления доильный аппарат содержит систему идентификации животного, которая выполнена с возможностью идентификации молочного животного, которое нужно подоить, и блок управления, содержащий базу данных, в которой содержится связанная с молоком информация о молочных животных. Практика показывает, что удойность молочных животных, в частности коров, относительно постоянна, и поэтому ее легко предсказывать на основании времени, прошедшего с момента последнего доения, так называемого интервала между доениями. Если молочное животное подходит самостоятельно и проходит идентификацию, блок управления может извлечь из базы данных информацию об этом молочном животном, например время последнего доения и среднюю удойность за единицу времени. Кроме того, блок управления преимущественно выполнен с возможностью вычисления ожидаемого выхода молока на основании этих данных, например (удойность в час x интервал между доениями в часах) или т. п. На основании этого ожидаемого выхода молока блок управления может необязательно регулировать доильную систему, например, в частности теплообменную систему, как будет более подробно объяснено далее.

В частности, устройство идентификации животного также или дополнительно выполнено с возможностью идентификации каждого молочного животного, которое ожидает в очереди или в зоне ожидания рядом с доильным аппаратом для последовательного доения. В данном случае, рядом с доильным аппаратом была предусмотрена зона ожидания, в которой молочные животные могут собираться и необязательно также отмечаться посредством устройства идентификации животного, которое либо расположено отдельно, либо проходит в зону ожидания. Блок управления, в частности, может быть выполнен также с возможностью вычисления ожидаемой удойности для ожидающих животных и необязательно также ожидаемого времени доения, например, на основании данных за прошлые периоды. Таким образом, блок управления может еще точнее прогнозировать, какими должны быть параметры настройки доильной системы, в частности теплообменной системы.

В частности, доильная система содержит несколько доильных аппаратов. Все эти доильные аппараты могут быть подсоединены к одной и той же теплообменной системе, или также каждый аппарат может иметь собственную теплообменную систему. В первом случае преимущество изобретения зачастую проявляется несколько менее отчетливо, потому что тогда поток молока может быть более равномерным. Но в случае, когда все доильные аппараты должны одновременно откачивать из своих соответствующих первых молокоприемников все молоко, ограничивающий эффект вторых молокоприемников и насосных устройств все еще будет значительным.

Преимущественно доильный аппарат содержит роботизированный доильный аппарат, к которому молочное животное может подходить самостоятельно. В таком случае, выход молока может значительно меняться в течение дня, потому что молочные животные сами определяют, когда их необходимо доить. Таким образом, необходимая мощность теплообмена также будет значительно меняться, и преимущество изобретения станет более очевидным. Тем не менее, преимущество изобретения по меньшей мере отчасти также достигается за счет традиционного режима доения, при котором животных подводят к одному или нескольким доильным аппаратам группами и последовательно доят. В таком случае доильные стаканы также зачастую крепят вручную. Такими традиционными доильными аппаратами можно откачивать получаемое молоко напрямую, т. е. без использования молокоприемника и насосного устройства, в резервуар для молока. Тогда молоко из нескольких таких доильных аппаратов почти сразу смешивается в молокопроводе, и настоящее изобретение тут не применимо. Однако, если традиционный(-ые) доильный(-ые) аппарат(-ы) также содержит(-ат) первый молокоприемник, вариант осуществления согласно настоящему изобретению, в принципе, дает те же преимущества.

В вариантах осуществления второе насосное устройство имеет второй расход, который может автоматически регулироваться блоком управления. В вариантах осуществления блок управления выполнен с возможностью регулирования второго расхода в зависимости от по меньшей мере одного связанного с молоком или с молочным животным параметра. В вариантах осуществления параметр содержит объем принимаемого надоя и/или ожидаемый временной интервал между окончанием доения молочного животного и окончанием следующего доения в доильный аппарат. Как уже было указано выше, блок управления может быть выполнен с возможностью определения, например, ожидаемого выхода молока, т. е. величины надоя по идентификационным данным животного и интервалу между доениями. На основании этого может, например, регулироваться второй расход, например, потому что выход молока будет таким большим, что, если не изменить расход, насос еще не окончит работу к началу следующего доения. Другие причины для повышения или понижения расхода также допускаются. Очевидно также можно выбрать один фиксированный стандартный расход, который будет удовлетворительным во всех или в большинстве случаев. В последнем случае необходимая мощность теплообмена по существу постоянна и, следовательно, ее можно выбирать соответствующим образом. Это обеспечивает самую низкую и, следовательно, самую энергоэффективную мощность теплообмена. Тем не менее, даже при слабо изменяющемся расходе и, следовательно, в принципе, соответственно меняющейся необходимой мощности теплообмена, связанное значение, которое фактически выбирается для теплообменной системы, т. е. наибольшее значение, которое ожидается для необходимой мощности теплообмена, обеспечивает более оптимальное значение, чем в случае предшествующего уровня техники.

В этой связи следует отметить возможность регулировать второй расход динамическим образом, например, если доение прерывается и затем не возобновляется, как, например, в случае, когда доильный стакан сбивают или опрокидывают или когда молочное животное паникует. Уменьшающийся в результате этого надой, тем не менее, можно откачивать с (еще более) низким вторым расходом. Кроме того, возможны случаи, когда данные за прошлые периоды указывают, что для доения нового молочного животного требуется относительно долгий период подготовки или что следующее молочное животное не подошло самостоятельно, что доение следующего молочного животного занимает большое количество времени из-за большого ожидаемого выхода молока или что данное животное является малодойным животным, и т. д. Во всех этих, а также других, случаях может быть преимущественным, если блок управления будет снижать второй расход. Для этого блок управления может изменять второй расход на фиксированное уменьшенное значение или регулировать его в несколько этапов или даже непрерывно в соответствии с определенным(-ыми) параметром(-ами).

В вариантах осуществления теплообменная система имеет мощность энергообмена, которая может автоматически регулироваться блоком управления. В контексте данной заявки термин «мощность энергообмена» понимается как обозначающий количество тепла, которое можно отвести от или подвести к определенному потоку подаваемого молока определенной температуры за единицу времени. Теперь на практике температура молока практически не будет изменяться. Если расход потока молока, подлежащего охлаждению или нагреву, меняется, необходимая мощность тоже должна будет меняться. Тогда в зависимости от варианта осуществления теплообменной системы можно регулировать параметры настройки указанной системы. Например, в противоточном трубчатом охладителе расход используемой охлаждающей или нагревающей жидкости может регулироваться таким образом, чтобы поглощалось или отдавалось то количество тепла, которое подлежит обмену за единицу времени. Необязательно можно альтернативно или дополнительно регулировать температуру жидкости и/или длину контура. Тогда мощность энергообмена зависит от всех таких параметров и, следовательно, меняется вместе с принятым(-и) значением(-ями) параметра(-ов). «Мощность» теплообменной системы в принципе является максимальной мощностью энергообмена, т. е. при оптимальном(-ых) значении(-ях) параметра(-ов). Однако в контексте данной заявки также может подразумеваться мощность энергообмена при текущем(-их) значении(-ях) параметра(-ов).

Температура жидкости в теплообменной системе часто будет равна нужной температуре, и теплообменной системе нужно просто обеспечивать, чтобы молоко по существу приобретало эту температуру. Но даже тогда может иногда возникать необходимость в регулировании количества жидкости или ее расхода в теплообменной системе. Согласно настоящему изобретению мощность может во всех случаях быть меньше, чем в известных доильных системах.

В вариантах осуществления указанная мощность энергообмена может регулироваться в зависимости от принимаемого надоя и/или ожидаемого выхода молока за единицу времени. В этом случае, блок управления выполнен с возможностью регулирования теплообменной системы, то есть по меньшей мере одного ее параметра, в зависимости от принимаемого надоя, в частности его объема, и/или ожидаемого количества молока за единицу времени. В некоторых случаях нежелательно регулировать второй расход, например, потому что для этого требуется более сложное второе насосное устройство с регулируемым расходом или потому что сохранение качества молока посредством постоянного низкого расхода является более важным. В таких случаях эти варианты осуществления предлагают решение в виде возможности регулировать мощность энергообмена теплообменной системы. Например, если для охлаждения используется водопроводная вода, может быть достаточным предусмотреть регулируемый клапан или кран. Если возможна только медленное регулирование мощности энергообмена теплообменной системы, может быть преимущественным основывать регулирование на данных за прошлые периоды. В частности, тогда представляет интерес, выполнен ли блок управления с возможностью определения усредненного профиля выхода молока в течение дня по данным за прошлые периоды или также добавления такого профиля в базу данных и выполнен ли он с возможностью регулирования мощности энергообмена теплообменной системы на основании этого профиля. Практика показывает, что молочные животные легко формируют привычки и подходят к доильному аппарату с относительно регулярными интервалами. В сочетании с такой же относительно постоянной удойностью это означает, что количество выдоенного молока в час зачастую будет представлять собой относительно постоянную зависимость от времени дня.

В вариантах осуществления блок управления выполнен с возможностью регулирования мощности энергообмена теплообменной системы в зависимости от второго расхода, заданного блоком управления, и/или регулирования второго расхода в зависимости от заданной мощности теплообмена. В этих вариантах осуществления блок управления, фактически, выполнен с возможностью сопоставлять две переменные, а именно второй расход и мощность энергообмена, друг с другом. Таким образом, вариативность обеих систем можно использовать оптимальным образом, когда, например, качество молока можно легко сохранять, не допуская излишнего повышения второго расхода, и при этом мощность энергообмена теплообменной системы меняется гораздо медленнее, если вообще меняется, за счет небольшого фактического изменения второго расхода для уравнивания.

В вариантах осуществления доильная система дополнительно содержит систему переработки молока для переработки молока, доведенного до нужной температуры теплообменной системой. В этих важных вариантах осуществления преимущество оптимизированной теплообменной системы становится очевидным. Ведь теплообменная система может использоваться не только в целях охлаждения, но также и для доведения молока до температуры, которая является подходящей или оптимальной для дальнейшей переработки. Таким образом, можно легко переходить к переработке молока для изготовления, например, другого продаваемого продукта на самой молочной ферме. Необходимые температуры (или температурный диапазон) часто требуют точности и зависят от нужного продукта.

В вариантах осуществления система переработки молока содержит по меньшей мере одно из следующих устройств: пастеризующее устройство, стерилизующее устройство, устройство гомогенизации, устройство для производства йогурта и устройство для производства сыра. В этом случае устройство для производства йогурта и устройство для производства сыра могут использоваться для приготовления йогурта или сыра, а устройство гомогенизации и/или пастеризующее или стерилизующее устройство для переработки молока для приготовления многих продуктов, таких как пастеризованное или стерилизованное молоко. В этом случае названия продуктов носят общий характер, так «сыр» также включает, например, сливочный сыр, творог и т. д. Другие продукты, такие как кефир, также возможны. В этом случае преимущественно, если теплообменная система настроена таким образом, чтобы молоко могло доходить в ней до нужной температуры или по меньшей мере максимально к ней приближаться. При охлаждении, как и при доведении до средних температур для приготовления сыра или йогурта, этого легко добиться. При пастеризации и стерилизации добиться этого нелегко, но в этом и нет необходимости, если только температура молока растет, чтобы оно могло быстрее дойти до нужной температуры в ходе фактической пастеризации или стерилизации. Наконец, это позволяет более эффективно осуществлять процесс пастеризации и/или стерилизации, и поэтому необходимая мощность уменьшается, что дает преимущества в отношении размера и энергопотребления соответствующего пастеризующего или стерилизующего устройства.

В вариантах осуществления теплообменная система может автоматически регулироваться блоком управления для доведения молока надоя до температуры, которая регулируется блоком управления. В этих вариантах осуществления температура, до которой молоко доводится в теплообменной системе, не постоянна и может регулироваться блоком управления, например, в зависимости от устройства, которое подсоединено ниже по потоку теплообменной системы или, если имеется несколько устройств, в зависимости от того из устройств, в которое передается молоко. Для этого может быть предусмотрена система клапанов и трубопроводов, управляемая блоком управления, которая управляемым образом передает молоко из теплообменной системы в устройство для переработки молока, заданное блоком управления.

В вариантах осуществления доильная система дополнительно содержит один или несколько резервуаров для хранения, каждый из которых предназначен для хранения по меньшей мере части молока от одного или нескольких надоев. Резервуары для хранения могут быть предназначены для молока, которое прошло через теплообменную систему и необязательно через одно или несколько устройств для переработки молока, например, для охлажденного молока или подогретого молока, например пастеризованного или стерилизованного молока. Альтернативно или дополнительно резервуары для хранения также могут включать резервуары, в которых молоко подвергается относительно долгой реакции или обработке, такие как бродильные резервуары. Тогда этот или каждый резервуар для хранения является частью устройства для переработки молока. Тогда доильная система содержит систему клапанов и трубопроводов, которая управляется блоком управления для целенаправленной передачи надоя или части надоя в один из резервуаров для хранения.

Во всех вышеупомянутых примерах систем клапанов и трубопроводов блок управления, в частности, выполнен с возможностью управления клапанами на основании по меньшей мере одного связанного с молочным животным параметра или связанного с молоком параметра. Например, если в стаде есть генетически отличающиеся животные, и преимущественным является разделять молоко от этих животных, распознанных устройством идентификации животного. Также возможно, чтобы блок управления управлял клапанами на основании информации, вводимой пользователем. Например, пользователь хочет приготовить некоторое количество йогурта. Тогда блок управления, проведя молоко через теплообменную систему, переведет необходимое количество молока в виде одного или нескольких надоев в резервуар для молока для йогурта или даже в бродильный резервуар. Конечно, другие места назначения также возможны.

Далее изобретение будет объяснено более подробно со ссылкой на графические материалы, на которых показано и описано несколько неограничивающих вариантов осуществления, и на которых:

на фиг. 1 показано схематическое изображение первой доильной системы 1 согласно изобретению, и

на фиг. 2 схематически показан другой вариант осуществления доильной системы согласно изобретению.

На фиг. 1 показано схематическое изображение первой доильной системы 1 согласно изобретению. Система 1 содержит автоматический роботизированный доильный аппарат 2, доильные стаканы 3, роботизированный манипулятор 4 и блок 5 управления, содержащий базу 6 данных, а также датчик 7 молока, молочный шланг 8, первый молокоприемник 9 с первым сливным отверстием 10 для молока, первый молочный насос 11, второй молочный шланг 12, второй молокоприемник 13 со вторым сливным отверстием 14 для молока, второй молочный насос 15, молокопровод 16 и резервуар 17 для молока. Наконец, ссылочная позиция 18 обозначает теплообменник.

Кроме того, показаны доильная площадка 50, на которой находится молочное животное 100 с сосками 101 и идентификационной биркой 102, а также устройство 30 идентификации животного.

Роботизированный доильный аппарат 2 содержит роботизированный манипулятор 4 для прикрепления доильных стаканов 3, только один из которых показан здесь, к соскам 101 молочного животного 100. Здесь в роботизированном манипуляторе предусмотрено захватное устройство для поочередного захватывания и прикрепления доильных стаканов 3, но это также может быть манипулятор, в котором предусмотрен держатель, на котором размещается с возможностью съема четыре доильных стакана. Однако подобные детали в этом случае не важны. Для управления роботизированный доильный аппарат оснащен или соединен с блоком 5 управления, содержащим базу 6 данных с данными о молочных животных и/или с местом для хранения данных о молочных животных, таких как данные о молоке. Чтобы корректно сопоставлять данные в базе 6 данных, предусмотрено устройство 30 идентификации животного, такое как считыватель бирок, считывающий идентификационную бирку 102 на шее молочного животного 100. В этом случае молочное животное 100 может приходить на доильную площадку 50 самостоятельно или также вследствие принудительного подвода коров, когда стадо приводят на доильную площадку, например два раза в день.

Роботизированный доильный аппарат 2, 4 также может быть заменен традиционным доильным аппаратом, и тогда доильные стаканы 3 вручную прикрепляют дояры. Для изобретения это не имеет значения, хотя его преимущества будут более значительными при нерегулярном, самостоятельном подходе животных, как в случае с роботом и свободным подходом коров.

При доении молочного животного 100 получаемое молоко будет собираться в виде надоя в первом молокоприемнике 9, поступая туда по молочному шлангу 8. Частично на основании данных, связанных с молочным животным 100, из базы 6 данных и/или данных, получаемых при помощи датчика 7 молока во время доения, может определяться качество молока, и также частично на основании этого может определяться, для чего это молоко будет использовано. Молоко, отвечающее требованиям, передается, например, блоком управления 5 в общий резервуар 17 для молока для потребления, а непригодное молоко, например молоко от больных молочных животных, может передаваться в другое место (здесь не показано), например в сток. Разумеется, можно предусмотреть несколько мест назначения с соответственно приспособленным клапанным устройством. Это будет подробнее объясняться в связи с фиг. 2.

Чтобы как можно скорее освободить доильный аппарат 2, 4 для следующего доения, молоко из первого молокоприемника 9 будет выкачиваться посредством первого молочного насоса 11 через первое сливное отверстие 10 для молока. Времени для этого, в принципе, остается не больше, чем необходимо молочному животному 100, чтобы уйти с доильной площадки 50 и позволить следующему молочному животному занять освободившееся место и приготовиться к доению. Это время занимает порядка 1 минуты. В известных доильных системах это молоко далее прокачивается по всей молокопроводной системе в резервуар для молока с соответствующей высокой скоростью. Однако при таких высоких скоростях молоко подвергается механическим нагрузкам и сильно перемешивается с воздухом. Это негативно сказывается на качестве молока, в частности на жировых шариках, поскольку из-за этого выделяется относительно большое количество свободных жирных кислот, делающих молоко прогорклым. Однако в настоящем изобретении молоко от надоя выкачивается из первого молокоприемника 9 с той же скоростью, но только на небольшое расстояние, а именно только на расстояние от короткого второго молочного шланга 12 до второго молокоприемника 13. Помимо того, что это расстояние гораздо короче среднего расстояния до общего резервуара в традиционной доильной системе, которое зачастую составляет несколько десятков метров, второй молочный шланг 12 также может быть оптимизирован для быстрого переноса на короткое расстояние. Например, у второго молочного шланга может быть большой диаметр и также в силу других параметров малое сопротивления потоку.

Тогда примешавшийся к молоку воздух необязательно может снова высвобождаться во втором молокоприемнике 13. Затем молоко может гораздо спокойнее закачиваться дальше в резервуар 17 для молока посредством второго молочного насоса 15 через второе сливное отверстие 14 для молока и молокопровод 16. Это объясняется тем, что временной интервал для этой операции перекачивания, например, приблизительно равен временному интервалу от приема молока из первого молокоприемника до окончания следующего доения. Этот временной интервал, в принципе, по меньшей мере равен продолжительности доения, приблизительно 6-10 минут, но этот временной интервал может быть практически неограниченным, если следующее молочное животное не подходит сразу само. Поэтому скорость подачи молока вторым молочным насосом 15 может быть выбрана гораздо меньшей, что может благоприятно отразиться на качестве молока. Дополнительно блок 5 управления может быть выполнен с возможностью динамического управления этой скоростью подачи, например на основании предполагаемого времени ожидания. Предполагаемое время ожидания может, в свою очередь, определяться блоком управления по времени, когда следующее молочное животное проходит идентификацию и/или когда начинается доение следующего молочного животного, и/или по ожидаемому выходу молока следующего молочного животного и на его основании ожидаемой продолжительности доения и т. д.

Согласно настоящему изобретению молоко проходит через теплообменник 18 для доведения молока до нужной температуры. В простом примере, таком как показан на фиг. 1, это блок предварительного охлаждения, куда молоко поступает перед тем, как попасть в резервуар 17 для молока. За счет него новое молоко, поступающее в резервуар для молока, если и оказывает эффект нагревания на молоко, которое уже находится в резервуаре 17, то лишь ограниченный. Дополнительно для качества молока может быть лучше, если его охлаждают до низкой температуры как можно скорее, чтобы любые бактерии или подобные организмы не могли размножаться в молоке так быстро во время переноса в резервуар 17 для молока и чтобы жировые шарики в молоке повреждались не так легко.

Преимущественным является, если теплообменник 18 не слишком большой и также не потребляет лишней энергии, используя слишком много охладителя или прокачивая его слишком быстро, или пуская его по контуру без необходимости, например, если молоко некоторое время не поступает. Для этого теплообменник 18 преимущественно управляемым образом соединен с блоком 5 управления. Тогда блок управления может преимущественно снижать мощность теплообмена теплообменника 18, если молоко не поступает или его поступает меньше. Дополнительно или альтернативно блок управления может управлять вторым молочным насосом 15, чтобы тот повышал или понижал второй расход. Например, если на доильную площадку 50 (пока) не подошло следующее молочное животное, может быть целесообразным, чтобы блок 5 управления перевел второй молочный насос 15 на более низкий расход, чтобы молоко надоя переносилось на еще более низкой скорости. Это является преимущественным для сохранения жировых шариков в молоке и предотвращения смешивания лишнего воздуха с молоком. Дополнительно блок управления может необязательно управлять теплообменником 18, чтобы тот работал на более низкой мощности, что может быть преимущественным с точки зрения энергии.

Блок 5 управления может управлять вторым молочным насосом 15 и/или теплообменником 18 различными способами. Таким образом, после того как молочное животное 100 самостоятельно подошло и прошло идентификацию, блок 5 управления может использовать данные за прошлые периоды из базы 6 данных, чтобы получить связанные данные, такие как время предыдущего доения, пригодность молока для употребления и средний выход молока или удойность в час. Тогда блок управления выполнен таким образом, чтобы на основании этих данных либо оставлять прежними значения, заданные для второго расхода второго молочного насоса 15 и мощности теплообмена теплообменника 18, либо менять эти параметры настройки для одного или обоих компонентов, например задавать меньший второй расход или другую мощность теплообмена. Во всех случаях общая цель доильной системы состоит в том, чтобы перекачивать молоко менее интенсивно и медленнее, совсем без потерь или с очень малыми потерями доильной производительности и/или доводить молоко до нужной температуры более энергоэффективным образом.

Следует отметить, что преимущественным является предоставление между первым молокоприемником 9 и вторым молокоприемником 13 трехходового клапана с выходным отверстием, направленным в сток, или т. п. Наконец, нецелесообразно доводить до определенной температуры молоко, которое впоследствии не будет передано в резервуар 17 для молока для потребления, или тщательно обрабатывать такое молоко.

На фиг. 2 схематически показан другой вариант осуществления доильной системы согласно изобретению, обозначенный здесь в целом ссылочной позицией 1'. На данной фигуре подобные части обозначены такими же ссылочными позициями, необязательно с одним или несколькими апострофами и/или такими пометками, как «-1» и т. д.

В дополнение к или вместо соответствующих частей, которые уже были показаны на фиг. 1, доильная система 1' содержит ниже по потоку теплообменника 18 клапанную систему 19 c соединительными трубками, ведущими к первому резервуару 17-1 для молока, второму резервуару 17-2 для молока и устройству 20 для переработки молока, которое, в свою очередь, подсоединено к резервуару 17-3 для молока.

Молоко молочного животного 100 снова собирается в первом молокоприемнике 9. Блок 5 управления может решать, что делать с этим молоком на основании данных за прошлые периоды и/или данных о молоке, которые были собраны сенсорным устройством 7 во время доения и отправлены на блок 5 управления.

Если возникнет ситуация, когда молоко будет непригодным для потребления человеком, например, если это будет молоко с антибиотиком или маститное молоко, то оно может быть слито, например, в сток (не показан) или, например, в первый резервуар 17-1 для молока, предусмотренный для этой цели, например в резервуар молока для телят. Тогда блок 5 управления может соответствующим образом переключать клапанное устройство 19 (в данном случае четырехходовой клапан, но конфигурация, очевидно, также может быть другой). Если молоко хранится, блок 5 управления может быть выполнен таким образом, чтобы не включать теплообменник 18, чтобы молоко не охлаждалось или не нагревалось, в чем зачастую нет необходимости, если речь идет о молоке для телят, которое быстро используется. Поскольку согласно изобретению теплообменник может иметь небольшую и компактную конструкцию, ввиду низкой необходимой мощности теплообмена может быть целесообразным также предпринимать эту меру для небольшого количества молока. Ведь тогда теплообменник 18 также может быстро регулировать свою температуру.

Если молоко пригодно для потребления человеком, доильная система 1' может, например, также проводить различие в отношении качества молока, например учитывая процент содержания жира или наличие определенного вещества, обусловленного генетическим состоянием молочного животного 100. Все это может, например, определяться посредством значений датчика 7 или идентификационных данных животного, определенных посредством идентификационной бирки 102, которую считывает считыватель 30 бирок. Например, блок 5 управления может посылать молоко в резервуар 17-2 для молока. Для этого молоко может, например, предварительно охлаждаться в теплообменнике 18. Нужная температура, например, составляет 10-15°C, чтобы перепад до 2-4°C в резервуаре 17-2 ощущался значительно меньше. Температура 15°C может достигаться, например, путем теплообмена с водопроводной водой или грунтовыми водами. Следует отметить, что ниже по потоку теплообменника 18 также можно выбрать гораздо более низкую нужную температуру, например 2-4°C. Это может быть преимущественным, если резервуар 17-2 пока практически пустой. Ведь холодопроизводительность охлаждающего элемента в резервуаре 17-2 для молока часто бывает довольно высокой, и при контакте с небольшой порцией молока, такой как один надой, охлаждающий элемент может замораживать молоко, что является нежелательным. Но теперь, за счет обеспечения охлаждения гораздо меньшим теплообменником 18 первого надоя, или по меньшей мере предварительно заданного первого количества молока от одного или нескольких надоев, до 2-4°C, риск замораживания можно эффективно предотвратить, поскольку теплообменник намного меньше, и им можно намного эффективнее управлять. В этом случае очевидна необходимость того, чтобы теплообменник 18 был выполнен так, чтобы эта температура 2-4°C также могла достигаться, например, посредством предоставления дополнительного резервуара с водой со льдом, компрессионного охлаждения или т. п.

Альтернативно также возможно хранить молоко при более высокой температуре, например для целей следующего этапа переработки. Хотя существуют правила, согласно которым молоко должно охлаждаться вовремя, это, тем не менее, может быть допустимым, если затем молоко достаточно быстро поступит в дальнейшую переработку. Согласно изобретению молоко от молочных животных с очень низким количеством микроорганизмов и/или количеством бактерий можно, например, собирать для переработки в (фермерский) сыр. Количество микроорганизмов и/или количество бактерий может определяться по данным за прошлые периоды, т. е. посредством базы 6 данных или посредством датчика 7, пригодного для этой цели и широко известного. Соответствующее молоко в таком случае не обязательно охлаждать до низкой температуры немедленно, хотя это, конечно, тоже возможно. Как и в предыдущем случае, необходимый для этого небольшой теплообменник 18 дает возможность менять нужную температуру быстро (быстрее). В этой связи следует отметить, что задавать нужную температуру для каждого молочного животного нет необходимости, потому что тогда снова частично терялись бы преимущества энергоэффективности. Однако безусловно возможно устанавливать, например, нужное количество молока для продукта, такого как сыр или также йогурт, полуобезжиренное молоко, необязательно стерилизованное и т. д., и посредством блока 5 управления задавать с этой целью определенную нужную температуру теплообменника 18.

Альтернативно блок 5 управления также может посылать молоко от одного или нескольких надоев в устройство 20 для переработки молока, которое показано здесь только в самых общих чертах. Устройство 20 представляет собой, например, бродильный резервуар или пастеризующее и/или стерилизующее устройство, и/или устройство гомогенизации и/или стандартизации. Возможны случаи, когда для оптимального протекания процесса в устройстве 20 для переработки молока только для охлаждения и хранения может лучше подходить другая температура, отличная от, например, 10-15 или 2-4°C. Наглядным примером служит прямая пастеризация или стерилизация, при которых предварительное охлаждение молока не является целесообразным. Тогда блок 5 управления может регулировать нужную температуру в теплообменнике 18 соответствующим образом.

Как было сказано выше, нужную температуру можно, в принципе, задавать для каждого доения. С точки зрения энергии часто бывает более преимущественным обрабатывать, например, предварительно заданное количество молока от нескольких надоев одинаково и, таким образом, также доводить эти надои до одинаковой нужной температуры. Например, фермерский магазин, в котором предусмотрена доильная система 1', может принимать решение об изготовлении йогурта, когда количество йогурта в наличии опускается ниже порогового значения. То же самое относится к другим молочным продуктам, таким как полуобезжиренное молоко, кефир и т. д. Очевидно, в случае с сыром будет задержка по времени, обусловленная процессом созревания, но и тогда управление запасами имеет важное значение, и время от времени нужно будет запускать новую партию. Во всех таких случаях блок 5 управления может задавать соответствующую нужную температуру в теплообменнике 18.

Очевидно, возможны и другие конфигурации с использованием идеи изобретения о более равномерной перекачке молока, за счет которой возможно использование относительно небольшого, более адаптивного теплообменника. Таким образом можно экономить энергию без потерь производительности и с улучшением качества молока.

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к доильному оборудованию. Доильная система содержит доильный аппарат для получения надоя, блок управления, доильные стаканы, первый молокоприемник для приема надоя, первое насосное устройство для откачки надоя из первого молокоприемника в первый молокопровод, второй молокоприемник, сообщающийся по текучей среде с первым молокопроводом для приема, таким образом, надоя от первого молокоприемника, и второе насосное устройство для откачки надоя из второго молокоприемника во второй молокопровод. Первое насосное устройство выполнено с возможностью подачи надоя с первым расходом, а второе насосное устройство выполнено с возможностью подачи надоя со вторым расходом, который меньше первого расхода. Доильная система дополнительно содержит теплообменную систему, сообщающуюся по текучей среде со вторым молокопроводом, для приема надоя, подаваемого во второй молокопровод, и для доведения принимаемого надоя до нужной температуры. Улучшается качество молока. 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула