خزان رئيسي
في مزارع الألبان، يُعدّ خزان تبريد الحليب خزانًا كبيرًا لتخزين الحليب وتبريده حتى يتم نقله بواسطة شاحنة نقل الحليب. ويُعتبر هذا الخزان من المعدات الأساسية في مزارع الألبان، حيث يُصنع عادةً من الفولاذ المقاوم للصدأ ويُستخدم يوميًا لتخزين الحليب الخام في المزرعة بحالة جيدة. ويجب تنظيفه بعد كل عملية جمع للحليب. ويمكن أن يكون خزان التبريد ملكًا للمزارع أو مستأجرًا من مصنع ألبان .
أنواع الخزانات الكبيرة

يُتاح لمنتجي الحليب الخام خياران: خزانات مفتوحة (بسعة تتراوح بين 150 و3000 لتر (40 إلى 793 جالونًا أمريكيًا ) ) أو خزانات مغلقة (بسعة تتراوح بين 1000 و10000 لتر (260 إلى 2640 جالونًا أمريكيًا ) ). وتختلف التكلفة اختلافًا كبيرًا تبعًا لمعايير التصنيع وما إذا كان الخزان جديدًا أم مستعملًا.
تُعدّ صوامع الحليب ( بسعة 10000 لتر (2600 جالون أمريكي ) فأكثر) مناسبة للمنتجين الكبار جدًا. وهي مصممة ليتم تركيبها خارج حظيرة الألبان وبجوارها، مع وجود جميع أجهزة التحكم وأنبوب تصريف الحليب داخل الحظيرة.
بناء الخزانات

يتكون خزان تبريد الحليب، المعروف أيضًا باسم خزان التخزين أو مبرد الحليب، من خزان داخلي وخزان خارجي، وكلاهما مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الجودة.
تُعزل المساحة بين الخزان الخارجي والخزان الداخلي برغوة البولي يوريثان . في حالة انقطاع التيار الكهربائي مع درجة حرارة خارجية تبلغ 30 درجة مئوية (86 درجة فهرنهايت) ، سترتفع درجة حرارة محتوى الخزان بمقدار درجة مئوية واحدة فقط (34 درجة فهرنهايت) خلال 24 ساعة.
لضمان تبريد محتويات الخزان بالكامل بشكل كافٍ وسريع، يُجهز كل خزان بمحرك تقليب واحد على الأقل. ويضمن تقليب الحليب أن يكون الحليب داخل الخزان بنفس درجة الحرارة وأن يبقى متجانساً.
يوجد أعلى كل خزان تبريد حليب مغلق فتحة تفتيش بقطر حوالي 40 سنتيمترًا (16 بوصة) . تتيح هذه الفتحة تنظيف الخزان الداخلي وفحصه بدقة عند الحاجة. تُغطى فتحة التفتيش بغطاء وتُحكم إغلاقها بحلقة مطاطية مانعة لتسرب الماء. كما يوجد في الأعلى فتحتان أو ثلاث فتحات صغيرة. إحداها مغطاة بفتحة تهوية، بينما يمكن استخدام الفتحات الأخرى لضخ الحليب إلى الخزان.
عادةً ما يرتكز خزان تبريد الحليب على 4 أو 6 أو 8 أرجل قابلة للتعديل. ويضمن الميل المدمج للخزان الداخلي تدفق آخر قطرة من الحليب إلى المخرج.
يحتوي كل خزان تبريد للحليب في أسفله على مخرج ملولب، وعادة ما يتضمن صمامًا.
تحتوي جميع الخزانات على مقياس حرارة، مما يسمح بالفحص الفوري لدرجة الحرارة الداخلية.
تتضمن معظم الخزانات نظام تنظيف تلقائي. باستخدام الماء الساخن والبارد، وسائل تنظيف حمضي و/أو قلوي، ومضخة، وفوهة رش، يتم تنظيف الخزان الداخلي، مما يضمن بيئة داخلية صحية في كل مرة يتم فيها تفريغ الخزان.
تحتوي معظم الخزانات على صندوق تحكم. يدير هذا الصندوق عملية التبريد باستخدام منظم حرارة. يمكن للمستخدم تشغيل النظام وإيقافه، والسماح بالتقليب الإضافي والفوري، وبدء عملية التنظيف، وإعادة ضبط النظام بالكامل في حالة حدوث عطل.
تُجهّز خزانات تبريد الحليب الجديدة الأكبر حجماً بأنظمة مراقبة وإنذار. تراقب هذه الأنظمة درجة حرارة الحليب داخل الخزان، وتتحقق من عمل المحرك ووحدة التبريد ودرجة حرارة مياه التنظيف. في حال حدوث أي خلل في أي من هذه الوظائف، يُفعّل الإنذار. كما يسجل نظام المراقبة درجة الحرارة وجميع الأعطال خلال فترة زمنية محددة.
معايير تصنيع الخزانات الكبيرة
تحدد المعايير من بين أمور أخرى: العزل، وتحريك الحليب، وقوة التبريد المطلوبة، والاختلافات في قياس كمية الحليب، والمعايرة، ... بعضها أكثر تطلبًا من غيرها.
- معيار ISO 5708 ( خزانات الحليب السائب المبردة )، نُشر عام 1983
- المعيار الأوروبي EN 13732 ( آلات تجهيز الأغذية - مبردات الحليب السائب في المزارع - متطلبات البناء والأداء والملاءمة للاستخدام والسلامة والنظافة )، نُشر في عام 2003، وتم تحديثه في عام 2009
- المعيار الصحي لأمريكا الشمالية 3A 13-11 ( معايير 3-A الصحية لخزانات تبريد وتخزين حليب المزارع، 13-11 )، ساري المفعول اعتبارًا من 23 يوليو 2012 www.3-a.org
معايير مخرج خزانات الوقود السائبة
تتوفر أنواع مختلفة من مخارج الحليب، منها السويدية (SMS 1145)، والألمانية (DIN 11851)، والإنجليزية (BS 4825)، وIDF (ISO 2853)، والثلاثية المشبك (ISO 2852)، والدنماركية (DS 722)، وغيرها، بالإضافة إلى اختلاف أقطارها. وتختلف هذه المخارج من بلد لآخر. وتؤدي المخارج غير القياسية إلى صعوبة عملية جمع الحليب، إذ يتطلب الأمر من المشغل التكيف مع كل معيار/قطر مختلف.
أنظمة التبريد
توجد طريقتان أساسيتان لتبريد الحليب الداخل إلى خزان التجميع، ولكل منهما مزاياها وعيوبها. وتعتمد سعة الخزان ونوعه على حجم القطيع، ونمط الولادة، وتواتر جمع الحليب، وجودة الحليب المطلوبة، وتوافر الطاقة والمياه، وخطط التطوير المستقبلية.
التوسع المباشر
يحتوي خزان الحليب ذو نظام التبريد بالتمدد المباشر على أنابيب أو ألواح عازلة تحمل مادة التبريد ، ملحومة مباشرةً بالسطح الخارجي لحجرة الحليب. تغطي طبقة عازلة السطح الخارجي لخزان الحليب وخطوط التبريد، ويعلوها غلاف معدني خارجي.
لا يمكن تشغيل نظام التبريد بالتمدد المباشر عندما يكون الخزان فارغًا، وإلا ستتجمد جدرانه الداخلية. بدلاً من ذلك، يُبرّد الخزان بسرعة عند دخول الحليب الدافئ إليه أولاً، ثم يُبرّد ببطء للحفاظ على درجة حرارة تخزين منخفضة. يتطلب التبريد السريع أثناء الحلب ضواغط تبريد ومكثفات كبيرة جدًا لطرد الحرارة من الحليب بسرعة، وهو أنسب للمزارع الكبيرة جدًا حيث تتوفر الطاقة الكهربائية ثلاثية الأطوار لتشغيل نظام التبريد عالي الطاقة.
بنك الثلج
يستخدم خزان تجميع الحليب، المزود بوحدة تكوين الجليد أو بنك الجليد، قاع حجرة الحليب الداخلية في حوض ماء مفتوح، مع أنابيب نحاسية تحتوي على مادة تبريد معلقة في الماء. بين عمليات الحلب، يقوم نظام تبريد صغير منخفض الطاقة بتكوين طبقة من الجليد ببطء حول الأنابيب النحاسية، ويمنع تجمد الحوض عن طريق تدوير الماء فيه باستمرار. بعد أن يصل سمك الجليد إلى 51-76 ملم ، يتوقف نظام التبريد عن العمل.
أثناء عملية الحلب، يتم تبريد الحليب الداخل إلى الخزان بشكل أساسي عن طريق تدوير الماء الموجود في الحوض حول جدران حجرة الحليب الداخلية، وذوبان الجليد. بعد ذوبان الجليد بشكل كافٍ، يُعاد تشغيل نظام التبريد لدعم تراكم الجليد واستئناف عملية تكوينه.
تُعد خزانات تخزين الثلج الكبيرة أكثر ملاءمة لعمليات المزارع العائلية الصغيرة حيث تتوفر الطاقة الكهربائية أحادية الطور فقط ، وستكون أنظمة التبريد عالية الطاقة إما باهظة الثمن أو يصعب تركيبها.
تبريد الحليب مسبقًا
لأسباب تتعلق بتوفير الطاقة وتحسين الجودة، يُنصح بتبريد الحليب مسبقًا قبل دخوله الخزان باستخدام مُبرّد لوحي أو أنبوبي ( مبادل حراري أنبوبي ) مزود بماء بارد من البئر أو مُجمّع الثلج أو وحدة التكثيف. كلما تم تبريد الحليب بشكل أسرع بعد ذبحه، كان ذلك أفضل. يُحقق هذا النظام معظم التبريد قبل دخول الحليب إلى الخزان، بحيث يُضاف الحليب البارد، وليس الدافئ، إلى الحليب المُبرد الموجود مسبقًا في الخزان.
درجة حرارة التبريد
تتراوح درجة الحرارة المثلى لتخزين الحليب بين 3 و 4 درجات مئوية (37 إلى 39 درجة فهرنهايت) . أما في صناعة الجبن من الحليب الخام، فيُنصح بحفظ الحليب عند درجة حرارة 12 درجة مئوية (54 درجة فهرنهايت) ، حيث تُحفظ خصائصه بشكل أفضل.
لا يمتلئ خزان تبريد الحليب عادةً بالكامل دفعة واحدة. يُصمّم خزان الحلب المزدوج لتبريد 50% من سعته دفعة واحدة، بينما يُصمّم خزان الحلب الرباعي لتبريد 25% من سعته دفعة واحدة، ويُصمّم خزان الحلب السداسي لتبريد 16.7% من سعته دفعة واحدة.
يعتمد أداء التبريد على عدد مرات الحلب اللازمة لملء الخزان بالكامل، ودرجة الحرارة المحيطة، ووقت التبريد.
أنظمة تنظيف الخزانات الكبيرة
توجد طريقتان رئيسيتان لتنظيف خزانات الوقود، إما بالتنظيف اليدوي أو بالغسيل الآلي. وتستخدم كلتا الطريقتين عموماً أربع خطوات لتنظيف الخزان:
- يُنصح بالشطف المسبق بالماء لترطيب السطح وإزالة بقايا الحليب المتبقية.
- الغسل بالماء الساخن والصابون
- الشطف بالماء لإزالة الصابون
- شطف نهائي للتعقيم باستخدام محلول تعقيم معتمد للخزانات الكبيرة
التنظيف اليدوي
يتطلب التنظيف اليدوي وجود أغطية مفصلية كبيرة في الخزان الرئيسي، يمكن رفعها لتسهيل الوصول إلى الأسطح الداخلية. وهو عادةً أكثر شمولاً من الطرق الآلية، إذ يسمح بفحص الخزان بدقة أثناء عملية التنظيف. وإذا تبيّن عدم كفاية التنظيف، يمكن إيلاء اهتمام إضافي لتنظيف المنطقة التي يصعب تنظيفها.
قيود التنظيف اليدوي
يصعب القيام بهذه المهمة بالنسبة للخزانات الكبيرة جدًا، وتزداد صعوبة مع زيادة المقطع العرضي أو قطر الخزان، مما يتطلب إما فرشاة أطول أو منصة عمل مرتفعة حول الخزان لرفع عامل التنظيف للوصول إلى جانب الخزان الطويل.
الغسيل الإلكتروني
يتم تشغيل نظام غسل خزانات الحليب الأوتوماتيكي عادةً بواسطة سائق شاحنة جمع الحليب بعد كل عملية جمع. يعمل نظام التنظيف بشكل مشابه لغسالة الأطباق المنزلية، ويتكون من فوهة رش واحدة أو أكثر تدور بحرية وبضغط عالٍ.تستخدم هذه التقنية نفاثات مماسية، حيث تُثبّت فوهة الرش على طرف خرطوم مرن مُعلّق في مركز الجزء الداخلي. وعندما يندفع محلول التنظيف من الفوهة، تتسبب قوة الماء المتدفق في دوران الفوهة وتأرجح الخرطوم بشكل عشوائي ذهابًا وإيابًا، مما يؤدي إلى رش محلول التنظيف بشكل عشوائي في جميع أنحاء الجزء الداخلي للخزان.
قيود الغسيل الآلي
لأن أنظمة الغسيل الأوتوماتيكية لا تستخدم التنظيف اليدوي، يعتمد المنظف على المواد الفعالة بالسطح والمنظفات لإذابة الدهون المتبقية داخل الخزان نتيجةً لبقايا القشدة في الحليب. مع ذلك، لا يكفي هذا لإزالة ترسبات حصى الحليب، وقد يحتاج الخزان إلى غسله من حين لآخر بمزيل ترسبات حصى الحليب لإزالة هذه الترسبات التي قد تؤوي البكتيريا والملوثات.
يقتصر التنظيف التلقائي على تنظيف الجزء الداخلي للخزان فقط، ولا يُنظف الجزء الخارجي منه، كما أنه لا يُنظف جيدًا محيط أغطية الخزان. صحيح أنه يُمكن الاكتفاء بتنظيف الجزء الداخلي فقط، إلا أن ذلك لا يُوفر أعلى مستويات النظافة التي يُوفرها غسل الجزء الخارجي للخزان يدويًا أثناء أو بعد عملية التنظيف التلقائي. إضافةً إلى ذلك، لا يُمكن تنظيف بعض الأجزاء المُلامسة للحليب، مثل صمام التصريف، بشكلٍ صحيح تلقائيًا دون فك الصمام وحلقة التثبيت وفركهما مباشرةً بالماء والصابون.
تكاليف التشغيل
يمكن تحقيق تخفيضات كبيرة في تكاليف التشغيل عند استخدام جهاز صنع الثلج بالتزامن مع الكهرباء خارج أوقات الذروة. كما أن تبريد الحليب مسبقًا باستخدام مبرد لوحي أو أنبوبي موصول بشبكة المياه الرئيسية أو مياه الآبار يمكن أن يقلل التكاليف ويزيد من قدرة التبريد للخزان.
يجب تركيب وحدات تكثيف الخزانات الكبيرة، التي لا تشكل جزءًا لا يتجزأ من الخزان، في مكان مجاور ومناسب وجيد التهوية.
يُفضّل، قدر الإمكان، عدم تركيب وحدات التكثيف على جدار مواجه للشمس. يجب تركيبها بطريقة تسمح لها بسحب وإخراج كميات كافية من الهواء لضمان كفاءة التشغيل.
ينبغي أن يكون خزان التجميع سهل الوصول إليه بواسطة صهاريج التجميع الكبيرة وأن يتم وضعه بحيث يمكن الحفاظ على نظافة مداخل الصهاريج وخلوها من حركة الأبقار في جميع الأوقات.
على الرغم من معايرة الخزانات عند تركيبها لأول مرة، إلا أن عدم معايرتها بشكل صحيح ليس بالأمر النادر، وقد يؤدي في بعض الحالات إلى خسائر كبيرة في الدخل. فعلى سبيل المثال، قد تتسبب معايرة خزانات الحليب بمستوى منخفض في غش منتجي الحليب الخام بما يصل إلى 22 لترًا في كل شحنة. لذا، يُنصح بإعادة معايرة الخزان.
استخدامات أخرى للخزانات السائبة
تُستخدم خزانات التخزين الكبيرة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أيضًا لتسخين أو تبريد السوائل، أو ببساطة لحفظها معزولة ودافئة/باردة. وبفضل التشطيب الصحي للسطحين الداخلي والخارجي للخزانات، يُمكن تخزين أي سائل تقريبًا: الماء، عصائر الفاكهة، العسل، النبيذ، البيرة، الحبر، الدهانات، مستحضرات التجميل، المضافات الغذائية العطرية، المزارع البكتيرية، المنظفات، الزيوت، أو حتى الدم.
انظر أيضاً
روابط خارجية
- تكنولوجيا تربية الألبان
- لبن
- نقل الحليب
