...
De melk in de tank lijkt een eindpunt. Koelen en bewaren gaat bijna vanzelf. Toch is aandacht voor de koeling belangrijk om een goede kwaliteit melk te leveren en niet teveel kosten te maken voor de koeling en bewaring. In het tabelletje zie je dat melk op de boerderij tot een temperatuur van 3 – 4° C gekoeld moet worden om het 3 dagen te kunnen bewaren.
| Bewaartijd | Bewaartemperatuur in °C |
| <12 12-24 24-72 | 12° 8° 4° |
Tabel 1. Maximale houdbaarheid in uren en temperatuur waarop de melk gehouden moet worden
...
| Paneel | ||
|---|---|---|
| ||
De Arbo catalogus Wanneer je melk wilt bewaren, moet je de melk:1:
|
Voor de berekening van de tankgrootte worden de volgende vuistregels gebruikt:
...
Soorten melkkoeltanks
Er zijn 2 soorten tanks: Horizontale tanks en silotanks. Deze tanks kunnen voorzien zijn van 2 soorten koeling: directe koeling en indirecte koeling. In Nederland zie je meestal directe koeling. Hierbij ligt de verdamperplaat of verdamperspiraal van de koelmachine direct onder en tegen de binnenwand van de onderste helft van de melkkoeltank.
Figuur 1. Koelsysteem melkkoeltank
Bij indirecte koeling wordt door de koelvloeistof (of koudemiddel) water gekoeld tot koud water of ijswater en dit ijswater wordt gebruikt om de melk in de tank te koelen. Hierbij hangt de tank als het ware in een grote bak met ijswater. Onderin die bak ligt de koelspiraal.
...
Als de eerste melk in een lege tank stroomt, mag niet onmiddellijk de koelmachine aangezet worden, maar moet worden gewacht tot er zoveel melk in de tank zit, dat de roerder bijna geheel in de melk zit. Meestal als de helft van de koeien is gemolken, kan de koelmachineschakelaar van ‘reinigen’ op ‘koelen’ worden gezet. Aan het einde van het melken moet de melktank minimaal voor 10% gevuld zijn, om de melk goed te kunnen terugkoelen naar 4 oC Als de koelmachine werkt zonder voldoende melk in de tank, zal het koelmedium niet goed verdampen en kan het in vloeibare vorm in de compressor komen en daar onherstelbare schade aanrichten. Bovendien kan ijsvorming in de melk optreden wat een slechte invloed heeft op de zuurtegraad van het melkvet.
Figuur 2. Koelmachineschakelaar
Inspoelbeveiliging
Zuivelondernemingen eisen in hun kwaliteitszorg-systemen (Qlip) dat er een inspoelbeveiliging in de persleiding aanwezig is, zodat voorkomen wordt dat er resten reinigingswater in de koeltank terechtkomen. Deze moet jaarlijks worden gecontroleerd op het functioneren. Meestal is deze beveiliging dubbelwerkend, waardoor er niet kan worden gemolken wanneer de persleiding voor het melken niet in de melkkoeltank wordt gedaan.
...
Alle koelaggregaten bevatten koudemiddelen. Koudemiddelen hebben de eigenschap dat ze zeer gemakkelijk verdampen of condenseren worden. Verdampen van vloeistoffen vraagt warmte. In de figuur zie je de verdamper(spiraal) onderin de tank; deze onttrekt warmte aan de melk. Het koudemiddel verdampt en dit wordt nog bevorderd omdat de damp continu wordt afgezogen door de compressor.
Figuur 3. Schema werking koelaggregaat
De compressor perst de damp samen en pompt deze naar de condensor. Door het samenpersen wordt het gas warm. Dit wordt weer afgekoeld in de condensor. Door het koelen condenseert het gas tot vloeistof. De warmte die hierbij vrijkomt, wordt afgegeven aan de (buiten)lucht of aan water bij het gebruik van warmteterugwinningsapparatuur. Vervolgens stroomt de vloeistof weer naar de tank, waarna het expansieventiel vlak voor de tank de druk weer verlaagt. Hierdeoor start het verdampingsproces in de tank opnieuw. De cyclus is hiermee rond. Hierna zie je de precieze werking van een koelmachine uitgelegd aan de hand van de airco van een auto:
| Paneel | ||
|---|---|---|
| ||
Verdiepingsstof
Figuur 4. Werking van een koelsysteem (airco van auto) De condensatietemperatuur van het koelmedium is bij 7 bar druk ongeveer 33° C. Doordat de buitenlucht kouder is dan 33° C zal het gas condenseren tot vloeistof. Het koudemiddel stroomt dan weer als vloeistof in het vloeistofvat (in deze figuur niet aanwezig). Hiervandaan gaat het naar het expansieventiel waar de druk wordt verlaagd tot 1 à 2 bar. Bij deze druk wil het koelmedium graag warmte opnemen. Dit kan in de verdamper, door warmte (aan de melk) te onttrekken. Door warmteopname verdampt de koelvloeistof tot gas. Dit gas wordt weer door de compressor afgezogen. |
De koelmachine wordt ingeschakeld zodra de temperatuur van de melk in de tank een bepaalde grens overschrijdt. De koelmachine stopt weer als de gewenste temperatuur is bereikt. Koudemiddelen zijn CFK’s (chloorfluorkoolwaterstoffen). Tot voor kort werden HCFK's gebruikt, zoals R22. Dit koude middelen tast de ozonlaag aan. Sinds een aantal jaren zijn alle nieuwe koelmachines voorzien van ozonvriendelijke koudemiddelen (CFK's o.a. R134a / R404a / R507). Deze kunnen niet bevriezen, waardoor het koelaggregaat buiten onder een afdakje geplaatst kan worden.
Figuur 5. Binnenkant van een koelmachine
Bestaande installaties mogen gewoon doordraaien met de oude ozononvriendelijke koudemiddelen (o.a. R12, en sinds 2010 ook R22) Deze installaties mogen niet meer worden bijgevuld met koudemiddel; dus i.g.v. lekkage kan de machine niet meer worden gerepareerd. Nog meer dan de helft van de installaties draait nog op R12 of R22. Koudemiddelen zijn zo ontwikkeld, dat de faseovergang van gas naar vloeistof en omgekeerd bij de juiste temperaturen plaatsvindt.
...
Het opwarmen van water doormiddel van de koelmachine in veel minder efficient dan wanneer dit door de boiler gebeurd. Het hoofddoel van een koelinstallatie is dat de melk wordt gekoeld, en een (prettige) bijwerking kan zijn dat je goedkoop warm water hebt.
Het energieverbruik wordt uitgedrukt in kWh per 1.000 kg melk. | |
| standaard melk koelen | 13 tot 15 kWh. |
| Melk koelen met voorkoeling | 8 tot 9 kWh. |
| Melk koelen met warmteterugwinning | 13 tot 15 kWh. |
| Melk koelen met warmteterugwinning en voorkoeling | 10 tot 11 kWh. |
Tabel 2. Energieverbruik per toegepate techniek
...
De warmte in de melk is er uit te halen met warmteterugwinningsapparatuur. Op deze manier kan tot wel 60 procent van de warmte die vrijkomt bij het koelen van melk opgevangen worden. Na omzetting in warm water kan het gebruikt worden bij de reiniging van de melkinstallatie en van de melkkoeltank. Hierbij levert 3 liter melk to zo'n 1,5 liter warm water van 35 tot 55° C op.
Figuur 6. Warmteterugwinning
De temperatuur van het water dat uit de warmteterugwinning komt, is van veel factoren afhankelijk, zoals:
...
Bij uitvoering 2 is de warmtewisselaar in het opslagvat ingebouwd. Het te condenseren koudemiddel wordt dan door deze wisselaar geleid, waardoor het water in het vat direct opwarmt. Grote voordeel van dit systeem is dat het geen draaiende onderdelen bevat en daardoor onderhoudsvrij is. (bovenstaande uitvoering 1 is niet onderhoudsvrij, de pomp kan defect gaan, de thermostaat kan defect gaan en de wisselaar kan lek gaan). Onderstaande doorsnede van het vat van uitvoering 2 staat hieronder weergegeven:
Figuur 7. Warmteterugwinning
Hoe benut je het warme water?
Warm water dat direct uit het warmteterugwinningsvat komt, zou je kunnen gebruiken voor toepassingen als uierdouches, het wassen van de handen en het aanmaken van kalvermelk. Dit wordt echter ten sterkste afgeraden ivm legionellagevaar. Daarom moet water uit warmteterugwinning altijd eerste worden doorverwarmd tot boven de 60° C en daarna eventueel bijgemengd met koud water.
Besparing in Kwh
Een bedrijf met 80 koeien gebruikt gemiddeld zo'n 300 liter water per dag van 80° C Zonder warmteterugwinning komt dat neer op een jaarlijks elektriciteitsverbruik van 11.140 kWh dat € 2.500,- kost. Door warmteterugwinning daalt het verbruik tot 6.400 kWh. dt kost € 1.472,- Hiermee bespaar je dus ruim €1.000,- per jaar.
Wist je dat…
de energie die teruggewonnen wordt uit 1.000 liter melk per dag en omgezet wordt in warmte gelijkstaat aan de energie/jaar uit:
...
Doorloopmelkstallen
Voor de benodigde energie voor een vacuümpomp, een melkpomp en de overige elektrische apparatuur (verlichting melklokaal, melkstal, bedrijfsruimten enzovoort) geldt de volgende vuistregel: kWh per jaar = aantal melkstellen x 800. Bij 700.000 kg melk, 20 melkstellen en een energieprijs van € 0,23/kWh wordt dit: 20 melkstellen x 800 x € 0,23/kWh = € 3.680,- per jaar.
De robot
Het energieverbruik bij automatische melksystemen bestaat uit een basisbelasting van het systeem, de vacuümpomp, de melkpomp, de warmwatervoorziening en perslucht die nodig is voor de bediening van het systeem en het hekwerk. Er is veel spreiding tussen merken en bedrijven. Globaal ligt het verbruik op 40 kWh per 1.000 kg met een spreiding van 25 tot 60 kWh. Een robot met 700.000 kg melk vraagt dus: 700 x 40kWh x € 0,23 = € 6.440,-
| Energieverbruiker | Hoeveelheid | Kosten(€)/jaar |
| Warm water Melk koelen Melkstal Robot | 300 l/dag 700.000 kg/jaar 20 melkstellen 1 box | 2.563 2.415 3.680 6.440 |
Tabel 3. Kosten per energieverbuiker
...
Afvalwater
Bij de reiniging van melkstal en melkwinningsapparatuur ontstaan grote hoeveelheden afvalwater. Dit afvalwater mag niet worden geloosd op het oppervlaktewater of in de bodem. Het reinigingswater van de melkinstallatie (hoofd- en naspoelwater) kan in principe nog gebruikt worden op het melkveebedrijf. Het voorspoelwater bevat resten melk en is daardoor onbruikbaar.
Hoofdreiniging
De hoofdreinigingsoplossing bevat 0,5 procent reinigingsmiddel. De oplossing is niet geschikt voor het schoonspuiten van de melkstal onder hoge druk. Bij hoge druk ontstaat nevel. Als deze nevel wordt ingeademd kunnen gezondheidsproblemen ontstaan door chemicaliën en water in je longen. Als er geen nevel ontstaat, is de oplossing (samen met de naspoeling) onder lage druk bruikbaar voor het schoonspuiten van de melkstal.
Naspoeling
Het naspoelwater bevat resten reinigingsoplossing. Dit water is te gebruiken voor het schoonspuiten van de melkstal. Het resterende afvalwater moet worden geloosd op de gemeentelijke persriolering of worden opgevangen in de mestkelders.