Природный холод – приоритетное направление при охлаждении молока | Natural cold as the priority trend in milk cooling

English. It is known that on the most part of the territory of Russia negative temperature of open air is observed for 120-150 days in a year. There is a possibility to use natural cold for year-round cooling of milk on commercial dairy farms. A universal device of using natural cold for ice freezing and subsequent cooling of milk has been developed. The cooling process in it is realized by means of heat pipes, which are elongated, sealed and thin-walled metal vessels with sealed ends. The pipe can run both horizontally and vertically. The vertical pipes, i.e. thermo-syphon, are the simplest ones in design. The thermo-syphon pumps the heat of water into the surrounding frosty air and water freezes. When air temperature increases to positive values the thermo-syphon ceases to function, but it does not pump heat in the opposite direction, i.e. from the ambient air into iced water, because it is a thermal diode. The advantages of the device are: significant reduction of energy costs, maintenance and repair of equipment, elimination of freon and freon oil leakage, as well as the possibility to use the device in remote areas. Experiments were carried out in an ice-storage having dimensions 20.0x6.0 m, 3.0 m deep that was earthed and filled with water. Penoplex heat proof 200 mm thick is provided along the perimeter of the device. No socket heat stabilizers placed at a pitch of 1x1 m in the number of 120 pieces were used for freezing water. Heat stabilizers operated from December till March. The prognosticated calculations and test results show that when using heat stabilizers in the reservoir under study, about 330.695 kg of ice are to be frozen around the thermo-syphons during the winter period, which is enough for the year-round cooling of milk obtained from 100 cows producing more than 4000 kg milk per cow per year.

Russian. Известно, что на большей части территории России отрицательная температура наружного воздуха наблюдается 120-150 дн. в году. Имеется возможность применять природный (естественный) холод для круглогодичного охлаждения молока на молочнотоварных фермах. Разработана универсальная установка, использующая естественный холод для заморозки льда и последующего охлаждения молока. Процесс охлаждения в ней осуществляется с помощью тепловых труб, которые представляют собой вытянутые в длину герметичные тонкостенные металлические сосуды с запаянными концами. Труба может работать как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Наиболее просты по устройству вертикальные трубы – термосифоны. Термосифон перекачивает тепло от воды в окружающий морозный воздух, вода замерзает. При повышении температуры воздуха до положительных значений термосифон перестаёт функционировать, но тепло в обратную сторону, т.е. из окружающего воздуха в замороженную воду не передаёт, т.к. он является тепловым диодом. Преимущества установки: значительное снижение затрат на электроэнергию, обслуживание и ремонт оборудования, исключение утечки фреона и фреоновых масел, доступность для использования в отдалённых регионах. Эксперименты проводили в льдохранилище размерами 20,0 x 6,0 м, глубиной 3,0 м, которое было заглублено в грунт и наполнено водой. По контуру всего сооружения выполнена теплоизоляция из пеноплекса толщиной 200 мм. Для замораживания воды использовали термостабилизаторы без муфты, расставленные с шагом 1 x 1 м в количестве 120 шт. Термостабилизаторы работали с декабря по март. Прогнозные расчёты и результаты испытаний доказывают, что при работе термостабилизаторов в исследуемом бассейне за зимний период вокруг термосифонов наморозится 330695 кг льда, что достаточно для круглогодичного охлаждения молока от 100 коров с продуктивностью одной коровы более 4000 кг/год.