Regulamento Técnico de Equipamentos de Ordenha de Dimensionamento e Funcionamento

INSTRUÇÃO NORMATIVA SDA Nº 48, DE 12 DE AGOSTO DE 2002

O SECRETÁRIO DE DEFESA AGROPECUÁRIA DO MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO, no uso da atribuição que lhe confere o art. 83, inciso IV, do Regimento Interno da Secretaria, aprovado pela Portaria Ministerial nº 574, de 8 de dezembro de 1998, e o que consta do Processo nº 21000.007323/2001-93, resolve:

Art. 1^o Aprovar o Regulamento Técnico de Equipamentos de Ordenha de Dimensionamento e Funcionamento, conforme consta dos Anexos desta Instrução Normativa.

Art. 2º Esta Instrução Normativa entra em vigor na data de sua publicação.

LUIZ CARLOS DE OLIVEIRA

ANEXO I

REGULAMENTO TÉCNICO DE EQUIPAMENTOS DE ORDENHA DIMENSIONAMENTO E FUNCIONAMENTO

1. Alcance

1.1. Objetivo:

Este regulamento foi desenvolvido em resposta à necessidade por especificações mínimas para as instalações de equipamentos de ordenha (ordenhadeiras) dimensionamento e funcionamento. Os requisitos básicos para a construção e desempenho dos equipamentos de ordenha para animais são determinados pela fisiologia do animal e a necessidade por um padrão de alta qualidade do leite e higiene. Além disso, o equipamento tem que ser eficaz, fácil e seguro de ser usado e testado.

Uma vez que a maior parte dos equipamentos de ordenha depende de fornecimento de energia elétrica pública que, ocasionalmente, apresenta falhas, métodos alternativos para se operar a máquina nestas emergências devem ser instalados.

É importante projetar e instalar o equipamento de forma que os níveis de ruído no estábulo ou na sala de ordenha e nas vizinhanças sejam os mais baixos possíveis e satisfaçam as exigências da legislação nacional.

O equipamento de ordenha (ordenhadeiras) e a ligação das instalações de armazenamento do leite na fazenda devem ser projetados e mantidos de forma a minimizar a turbulência, formação de espuma, ou agitação, assim reduzindo o dano físico à gordura do leite e ao desenvolvimento de ácidos graxos livres.

Outras exigências de segurança e higiene serão cobertas pela legislação que estará sujeita a outras Regulamentações Nacionais.

1.2. Âmbito de aplicação

Este Regulamento Técnico especifica as exigências mínimas de dimensionamento e funcionamento de equipamentos de ordenha (ordenhadeiras). Também especifica exigências de materiais e instalações.

Aplica-se a equipamentos de ordenha (ordenhadeiras) destinados a ordenhar vacas e búfalas. As exigências qualitativas também se aplicam a instalações para ordenha de ovelhas e cabras ou outros mamíferos utilizados para a produção de leite.

Não se espera que este Regulamento seja aplicável a todos os tipos de instalações com características especiais de projeto que estejam (ou possam estar) disponíveis, tais como:

- extração de leite sem pulsação;

- sistemas de bombas de pulsação;

- pequenas instalações móveis que tenham uma bomba de vácuo individual para cada unidade;

- ordenhadeiras com transporte separado de vácuo e leite;

- instalações de ordenha com sistemas de pulsação de ar comprimido ou outras características especiais de pulsação.

2. Referências

- BRASIL. Ministério da Agricultura. RIISPOA - Regulamento da Inspeção Industrial e Sanitária de Produtos de Origem Animal. Decreto nº 30.691, de 29/03/52. Brasília: Ministério da Agricultura, 1952.

- BRASIL. Ministério da Justiça. Código de Proteção e Defesa do Consumidor. Lei nº 8.078, de 11/09/90. Brasília: Ministério da Justiça, Departamento de Proteção e Defesa do Consumidor, 1997

- BRASIL. Ministério da Saúde. Regulamento Técnico sobre Embalagens e Equipamentos Elastoméricos em Contato com Alimentos. Resolução ANVISA nº 123, de 19/05/01. Brasília: Ministério da Saúde, 2001.

- BRASIL. Ministério da Saúde. Regulamento Técnico-Critérios Gerais e Classificação de Materiais para Embalagens e Equipamentos em Contato com Alimentos. ResoluçãoRDC ANVISA nº 91, de 11/05/01. Brasília: Ministério da Saúde, 2001.

- BRASIL. Ministério da Saúde. Regulamento Técnico sobre Embalagens e Equipamentos Metálicos em Contato com Alimentos. Portaria nº 28, de 18/03/96. Brasília: Ministério da Saúde, 1996.

- BRASIL. Ministério da Saúde. Regulamento Técnico sobre Embalagens e Equipamentos de Vidro e Cerâmica em Contato com Alimentos, e não metálicos. Portaria nº 27, de 13/03/96. Brasília: Ministério da Saúde, 1996.

- ISO 228-1:1994, Roscas de tubos onde as juntas estanques não são feitas nas roscas-Parte 1: Dimensões, tolerâncias e designações.

- ISO 3918: Instalações de Ordenhadeiras - Vocabulário.

- ISO 4288: Especificação Geométrica de Produto (GPS)-Textura da superfície: Método do perfil-Regras e procedimentos para a avaliação da textura da superfície.

- ISO 5707:1996.

- ISO 6690: Instalações de Ordenhadeiras-Testes mecânicos.

- ISO/TR 12100-1:1992, Segurança do equipamento - Conceitos básicos, princípios gerais para o projeto - Parte 1: Terminologia básica, metodologia.

- ISO/TR 12100-2:1992, Segurança do equipamento - Conceitos básicos, princípios gerais para o projeto Parte 2: Princípios técnicos e especificações.

3. Descrição

O presente regulamento aplica-se a equipamentos de ordenha destinados a ordenhar vacas e búfalas. As exigências qualitativas também se aplicam a instalações para ordenha de ovelhas e cabras ou outros mamíferos utilizados para a produção de leite. Este Regulamento é equivalente ISO 5707:1996.

3.1. Definições

Para os fins deste Regulamento aplicam-se as definições contidas no Anexo II e as seguintes:

3.1.1. equipamento auxiliar: todo equipamento acionado pela mesma fonte de vácuo usada para a extração de leite, mas não diretamente usado para extrair leite de um animal.

3.2. Geral

3.2.1. Ensaios de referência

As exigências deste Regulamento, com referência às características estabelecidas pelos ensaios mecânicos, são baseadas nos testes descritos no Anexo III que, conseqüentemente, serão aplicadas na verificação do cumprimento deste Regulamento.

nota: o desempenho de uma instalação que esteja incorporando características especiais de projeto é, freqüentemente, difícil de ser determinado sob condições de testes estáticos e deverá ser comprovado com testes dinâmicos. As características especiais de desempenho, que não são cobertas pelas exigências deste Regulamento, devem ser descritas e especificadas pelo fabricante no manual de instrução.

3.2.2. Acesso para aferições

Pode-se ter acesso aos pontos de conexão identificados abaixo desmontando-se as partes do equipamento de ordenha.

3.2.2.1. Um ponto de conexão deve ser fornecido, com a finalidade de permitir a aferição da reserva efetiva, da eficiência da regulagem e da perda do regulador:

- para as ordenhadeiras canalizadas: na unidade final ou perto desta, acima do aerador;

- para as ordenhadeiras com garrafão medidor de leite: no aerador, ou perto do aerador na tubulação de vácuo de ordenha;

- para as ordenhadeiras móveis, ou balde ou latão ao pé: entre o sensor do regulador e a primeira tomada de vácuo.

Este ponto de conexão corresponde ao ponto A1 do Anexo II: ¾ , figuras 1, 2 e 3.

Em ordenhadeiras móveis e ordenhadeiras balde ou latão ao pé, o ponto de conexão A1 é também usado para aferir a perda da tubulação de vácuo.

A conexão deverá ter o mesmo diâmetro interno da tubulação de vácuo ou 48 mm, tomando o que for menor.

3.2.2.2. Com a finalidade de permitir a conexão de um medidor de fluxo de ar para medir a perda do sistema de leite e a perda da tubulação de vácuo em ordenhadeiras canalizadas e ordenhadeiras com medidor de leite, deve-se colocar um T na tubulação de vácuo, entre o aerador e a bomba de vácuo, de forma que o eixo da ramificação fique acima do eixo da tubulação. A ramificação do T deverá ter o mesmo diâmetro interno da tubulação de vácuo ou 48,5 mm, tomando o que for menor.

Veja ponto de medição A2 no Anexo II, Figuras 2 e 3.

3.2.2.3. Pontos de conexão adicionais deverão ser fornecidos para a medição do nível de vácuo:

no ponto A1 (Vm) ou na direção oposta ao fluxo;

perto do ponto de medição do regulador (Vr); e

perto da entrada da bomba de vácuo (Vp).

Veja pontos de medição Vm, Vr e Vp no Anexo II, Figuras 1, 2 e 3.

notas:

(1) O ponto de conexão em A1 ou acima de A1, é denominado Vm. Em uma ordenhadeira canalizada, Vm pode ser qualquer ponto do sistema de ordenha na unidade final ou acima desta. Em uma ordenhadeira com garrafão medidor de leite, Vm pode ser na tubulação de vácuo de ordenha ou no garrafão medidor conveniente mais próximo. Em uma ordenhadeira móvel, Vm pode ser combinado com o ponto de conexão Vr ou a tomada de vácuo conveniente mais próxima.

(2) Estes pontos de conexão deveriam ficar a uma distância de, pelo menos, cinco vezes o diâmetro do tubo, de qualquer curva, ponto de entrada de ar ou outro acessório que crie turbulência no ar.

3.2.2.4. Um ponto de conexão adequado deve ser fornecido na tubulação do escapamento, perto da saída da bomba de vácuo, com a finalidade de permitir a aferição da contrapressão de descarga.

Este ponto de conexão corresponde ao ponto Pe no Anexo II, figuras 1, 2 e 3.

3.2.2.5. Deve-se fornecer meios para isolar a bomba de vácuo da instalação com a finalidade de facilitar a medição da vazão da bomba de vácuo.

3.2.3. Segurança

As instalações satisfarão as exigências de segurança relevantes fornecidas na ISO/TR 12100-1 e ISO/TR 12100-2.

nota: os perigos significativos que requeiram uma ação para redução de risco são: perigos de compressão, cisalhamento e escorregamento, tropeço e queda; fenômeno eletrostático e influências externas sobre equipamentos elétricos; ruído, posturas não saudáveis, iluminação local inadequada e perigos causados pela falha no fornecimento de energia ou problema no sistema de controle.

3.2.4. Limpeza

Deverá ser possível verificar o sistema de limpeza e desinfecção instalado, em conformidade com a especificação do fornecedor do sistema.

notas:

1) Os fatores críticos em um sistema de limpeza de circulação são:

- projeto e instalação do equipamento;

- volume de soluções usadas no processo de limpeza e desinfecção;

- temperaturas mínimas das soluções usadas no processo de limpeza e desinfecção;

- poder químico das soluções de limpeza e desinfecção;

- fluxo e distribuição das soluções de limpeza e desinfecção por toda a instalação.

2) É recomendável uma velocidade de 7 m/s a 10 m/s para a limpeza das tubulações com formação de tampões.

3) Espera-se que qualquer procedimento de limpeza e desinfecção recomendado proporcione:

- superfícies de contato com o leite visivelmente livres de resíduos de leite e outros depósitos;

- superfícies livres de resíduos indesejáveis de produtos químicos usados na limpeza e desinecção; e

- reduza o número de bactérias viáveis a um nível aceitável.

3.2.5. Material

Todos os componentes que estão submetidos a vácuo serão projetados e construídos de forma a resistir a um vácuo mínimo de 90 kPa, sem deformação permanente do mesmo.

Os materiais que podem envolver perigo se forem danificados, tais como vidros, serão projetados usando-se um fator de segurança de 5 contra a pressão externa (exemplo 5 x 90 kPa).

Todos os materiais em contato com o leite ou em soluções de limpeza, quer sejam usados para componentes rígidos (por exemplo: baldes, canalizações ou garrafões medidores) ou componentes flexíveis (por exemplo: anéis das juntas e teteiras), deverão ser construídos de forma a resistir a temperatura máxima usada no sistema, conforme especificada nas instruções. Além disso, os referidos materiais, quando usados em conformidade com as recomendações do fabricante, não deverão modificar a coloração do leite.

Todas as superfícies em contato com o leite deverão ser livres de saliências ou fissuras. Todas as superfícies metálicas em contato com o leite, exceto com referência às costuras das soldas, terão uma rugosidade R_a, inferior ou igual a 2,5 mm, quando testadas em conformidade com a ISO 4288. A R_a, em costuras soldadas não deverá exceder 16 mm.

Cobre ou ligas de cobre não deverão ser usadas em nenhuma das partes da instalação que possa entrar em contato com o leite ou os fluidos de limpeza e desinfecção outros que não água.

nota: os materiais que possam entrar em contato com os fluidos de limpeza e desinfecção, em concentrações de uso normal, devem ser adequados para tal contato. Os materiais que também entrarem em contato com o leite devem ser feitos de materiais resistentes, tanto à gordura do leite quanto às soluções de limpeza e desinfecção.

3.2.6. Instruções de uso e manutenção

O instalador deverá fornecer instruções escritas pelo fabricante:

- procedimentos operacionais;

- procedimentos de limpeza e desinfecção do equipamento, incluindo consumo de água;

- a temperatura máxima à qual o equipamento pode ser limpo e desinfetado; e

- os produtos químicos recomendados.

Instruções também devem ser dadas para reparos de rotina, incluindo a substituição de peças individuais.

As instruções deverão ser por escrito na língua oficial do país.

No mínimo, os seguintes detalhes devem ser fornecidos:

a) o nível de vácuo nominal;

b) a vazão da bomba de vácuo e a freqüência de rotação a 50 kPa;

c) a reserva efetiva, ou indicação de intervalo de tolerância;

d) o número máximo de unidades ou o fluxo máximo de leite por inclinação da tubulação de leite;

e) vazão da bomba de leite a um vácuo de trabalho de 50 kPa e uma pressão de transferência de 20 kPa;

f) o consumo de ar do equipamento auxiliar acionado a vácuo, durante o fluxo máximo de leite;

g) a freqüência de pulsação e a relação de pulsação.

Caso se pretenda que o usuário faça ajustes, o fabricante deverá fornecer instruções para estes ajustes. Se ferramentas especiais forem necessárias, as mesmas deverão ser fornecidas junto com o equipamento.

3.3. Bombas de vácuo

A bomba de vácuo deverá ser capaz de satisfazer as exigências operacionais (ordenha e limpeza) da instalação de ordenha, e também as exigências de outros equipamentos, que estejam operando simultaneamente ou intermitentemente durante a ordenha e que necessitem de uma demanda de ar.

Nota: Além de satisfazer as exigências operacionais, a bomba de vácuo deverá ter vazão suficiente de forma que a queda de vácuo dentro ou perto da unidade final não exceda 2 kPa durante o curso da ordenha normal, incluindo acoplamento, queda e remoção do conjunto de ordenha e deslizamento da teteira.

Para calcular a vazão da bomba, veja os exemplos constantes do Anexo A. A vazão deverá ser medida em conformidade com o Anexo III, subcláusula 4.3.

Caso mais de uma bomba sejam instaladas, deverá ser possível isolar a(s) bomba(s) que não estiver (em) em uso.

3.3.1. Reserva efetiva

O equipamento deverá ter uma reserva efetiva mínima determinada, em conformidade com a tabela 1, para instalações equipadas com válvula de fechamento automático nas unidades de ordenha.

Para equipamentos sem válvulas de fechamento automático nas unidades de ordenha, a reserva efetiva mínima constante da tabela 1 deverá ser aumentada em 80 l/min para ordenhadeiras balde ou latão ao pé e em 200 l/min para os demais tipos de ordenhadeiras.

A reserva efetiva será medida em conformidade com o Anexo III, subcláusula 4.2.

O Anexo A fornece exemplos da reserva efetiva mínima calculada em conformidade com a tabela 1, junto com o cálculo das tolerâncias. Subseção (Nível 3)

Tabela 1

Reserva efetiva mínima com válvula de fechamento automático na unidade de ordenha

Número de unidades N

Reserva efetiva mínimo⁽¹⁾, em l/min de ar livre

Canalização de ordenha e garrafão

Balde ou latão ao pé

2 £ n £ 10

> 10

200 + 30n

500 + 10 (n+10)

80 + 25n

330 + 10 (n+10)

1) Mais acréscimo para equipamentos auxiliares em conformidade com a cláusula 17.

3.3.2. Influência da altitude

Para instalações em altitudes inferiores ou iguais a 300 m, assumir-se-á uma pressão atmosférica de 100 kPa, para fins de cálculo da reserva efetiva, em conformidade com o item 3.3.1.

Para satisfazer as exigências em altitudes superiores a 300 m, dever-se-á instalar uma bomba de vácuo com vazão aumentada, conforme fornecida pelo cálculo em A5.

3.3.3. Escapamento

O escapamento não deverá ser obstruído por curvas vivas, T´s ou silenciadores projetados de forma não adequada.

Um separador de óleo será adaptado à canalização de descarga de bombas de vácuo lubrificadas a óleo. O escapamento deverá ter uma inclinação contínua a partir da bomba a vácuo ou um sifão de umidade, com dispositivo para drenagem.

NOTA: o escapamento não deverá descarregar em uma sala fechada, onde gêneros alimentícios sejam armazenados ou processados, nem onde pessoas ou animais possam estar presentes.

3.3.4. Prevenção de fluxo reverso através da bomba de vácuo

Meios automáticos devem ser fornecidos com a finalidade de evitar o fluxo reverso de ar de descarga através da bomba de vácuo.

3.3.5. Localização

A bomba de vácuo deverá ficar localizada de forma que a queda de vácuo na tubulação de vácuo satisfaça as exigências do item 3.6.3. A bomba de vácuo deverá ser instalada de forma que sua rotação, vazão e nível de vácuo possam ser aferidos.

Nota: A bomba de vácuo deve estar isolada da sala de ordenha e da sala de leite em um local bem ventilado.

3.3.6. Marcação

A bomba de vácuo deverá ser identificada de forma legível e permanente, com as seguintes informações:

a) direção de rotação;

b) rotação e potência necessária em quilowatts; (Obs. "cv" (cavalo-vapor) não se recomenda através do sistema InterBrasileira, o recomendável é "w" --- 1 cv= 735,5 w);

c) vazão de vácuo a 50 kPa, expressa como o ar livre à pressão atmosférica de 100 kPa;

d) o tipo e identificação, por exemplo número de série ou código;

e) o lubrificante recomendado, se usado;

f) o nome do fabricante ou fornecedor.

O fabricante da bomba também deverá especificar a contrapressão máxima de descarga permissível, medida em conformidade com o Anexo III, subcláusula 4.4.

3.4. Montagem do regulador

O regulador deverá ser montado de forma rígida e em conformidade com as especificações do fabricante.

Nas ordenhadeiras com garrafão medidor de leite e ordenhadeiras canalizadas, o sensor do regulador deverá estar conectado entre o depósito de segurança e a unidade final, ou na unidade final.

Nota: Somente sensores projetados de forma a satisfazer as exigências de higiene podem ser colocados no aerador ou na unidade final, ou entre os dois.

Em equipamentos como baldes ou latão ao pé, o sensor do regulador deverá ser conectado entre o depósito de segurança e a primeira conexão da tubulação de vácuo, ou no depósito de segurança.

Notas:

(1) O regulador deve estar instalado em um local e de forma a minimizar ruídos para o(s) operador(es) e garantir que ar limpo entre no regulador.

(2) O sensor do regulador deve estar tão perto quanto possível do aerador ou, quando não houver aerador, da primeira unidade de ordenha.

3.4.1. Sensibilidade da regulagem

O(s) regulador(es) deverá(ão) controlar o nível de vácuo de forma que, quando testados em conformidade com o Anexo III:¾ , subcláusula 4.5, o aumento do nível de vácuo não exceda 1 kPa.

3.4.2. Eficiência da regulagem

A perda total da regulagem, quando testada em conformidade com o Anexo III:¾ , subcláusula 4.6, não deve exceder 35 l/min de ar livre ou 10% da reserva manual, tomando o que for maior.

3.4.2. Perda do regulador

A perda total de ar através do regulador ou reguladores, quando testados em conformidade com o Anexo III, subcláusula 4.7, não deve exceder 35 l/min de ar livre ou 5% da reserva manual, tomando o maior dos dois valores, a um nível de vácuo de 2 kPa abaixo do vácuo de trabalho no ponto de medição do regulador.

3.4.3. Marcação e especificação

O regulador deverá ser identificado de forma legível e permanente, com a seguinte informação:

a) nome do fabricante ou fornecedor;

b) marca e tipo;

c) intervalo de nível de vácuo de trabalho projetado;

d) vazão de ar a 50kPa, expressa como ar livre a uma pressão atmosférica de 100 kPa.

O fabricante do regulador também deverá especificar a vazão de fluxo de ar nas extremidades superior e inferior da faixa de vácuo de trabalho projetada.

3.5. Vacuômetro

3.5.1. Geral

Acima de uma faixa de vácuo de 20 kPa a 80 kPa, o vacuômetro deverá indicar intervalos de 2kPa ou menos. Quando montado e calibrado, o erro medido em conformidade com o Anexo III, subcláusula 4.8, não deve exceder 1 kPa ao nível do vácuo de trabalho.

notas:

(1) O vacuômetro de classe de precisão 1,6 que é calibrado in loco, satisfaz esta exigência.

(2) A classe de precisão é o erro máximo permissível, expresso como uma porcentagem da faixa de pressão para a calibragem.

3.5.2. Montagem

O vacuômetro deverá ser montado em conformidade com as instruções do fabricante, entre o regulador e a primeira unidade do equipamento, e em um local onde possa ser lido durante a ordenha. A rosca na conexão de calibragem deverá satisfazer as exigências da norma ISO 228-1.

Nota: Como regra geral, o vacuômetro deve ser visível do local onde a máquina é acionada. Mais de um vacuômetro pode ser necessário.

3.6. Tubulação de vácuo

3.6.1. Geral

Quando instaladas, as tubulações de vácuo deverão ser fixadas de forma rígida, e todas as seções deverão ter válvulas autodrenantes. Quando uma tubulação de vácuo fizer parte do circuito de limpeza, o material usado deverá satisfazer o item 3.2.4.

As curvas deverão ter um raio central mínimo de 45 mm.

3.6.2. Limpeza

Para facilitar a limpeza das tubulações de vácuo, as mesmas devem conter torneiras de enxágüe, tampas ou tampões removíveis. Circuitos em anel devem ser providos de uma válvula ou outro dispositivo para controlar a direção de fluxo e garantir a completa lavagem quando o sistema for limpo.

3.6.3. Diâmetro interno e fluxo de ar

Quando determinado em conformidade com o Anexo III:¾ , subcláusula 4.12:

- a queda de vácuo entre a bomba de vácuo e o ponto de medição no ponto de conexão A1 ou perto deste, não deverá exceder 3 kPa;

- a queda de vácuo entre o ponto de medição no regulador e o ponto de teste na unidade final ou perto deste, não deverá exceder 1 kPa; e

- a queda de vácuo entre o vácuo de trabalho no ponto de medição no ponto de conexão A1 ou perto deste, e o vácuo médio da câmara de pulsação não deverá exceder 2 kPa.

Nota: como uma orientação para o projeto, as tubulações de vácuo e o sistema devem ser projetados para uma queda de vácuo inferior a 2kPa entre a bomba de vácuo e a unidade final.

O Anexo B fornece diretriz para o diâmetro interno necessário nas tubulações de vácuo, com base na queda de vácuo especificada e no comprimento efetivo do sistema de canalização, a um determinado fluxo de ar médio.

3.6.4. Perda

Quando determinada em conformidade com o Anexo III, subcláusula 4.9, a perda dentro do sistema de tubulação de vácuo não deverá exceder 5% da vazão da bomba.

3.7. Depósito de Segurança e Aerador

3.7.1. Depósito de segurança

Um depósito de segurança deverá ser colocado logo após a bomba de vácuo, entre a bomba de vácuo e o regulador.

Não deverá haver nenhuma conexão intermediária na tubulação de vácuo entre o depósito de segurança e a bomba de vácuo, exceto quando necessário para fins de teste ou conexão de uma válvula de segurança.

Nota: Uma válvula de segurança pode ser colocada com a finalidade de proteger a bomba de efeitos de altos níveis de vácuo causados pela ativação da válvula de fechamento de vácuo no depósito de segurança.

O diâmetro interno da entrada e da saída do depósito de segurança não deverá ser inferior ao diâmetro das tubulações de vácuo. O depósito de segurança deverá ter um fechamento de vácuo operado pelo nível do líquido e deverá ser fornecido com componentes de drenagem automática. Em equipamentos fixos, o depósito de segurança deverá ter um volume efetivo mínimo de 15 l, conforme medido de acordo com o Anexo III, cláusula B.1.

Nota: O volume efetivo deve ser adequado de forma a facilitar a lavagem da tubulação de vácuo principal e deve ser determinado em função do tamanho das tubulações de vácuo.

O depósito de segurança deverá ter uma abertura com a finalidade de facilitar a inspeção e limpeza.

3.7.2. Aerador

Exceto quando os sistemas de vácuo e pulsação fazem parte do sistema de limpeza e desinfecção de circulação rotineira, um aerador deverá ser colocado nas ordenhadeiras canalizadas e nas ordenhadeiras com garrafão medidor de leite com a finalidade de formar a conexão entre o receptor da unidade final e o sistema de vácuo.

O aerador deverá proporcionar a drenagem e deverá ser equipado com uma válvula ou dispositivo de fechamento operado pelo nível do líquido.

O fabricante deverá especificar o volume efetivo do aerador, medido em conformidade com o Anexo III, cláusula B.2.

Qualquer transporte de impurezas deverá ser passível de detecção, por exemplo, pelo uso de seções transparentes.

Nota: uma vantagem para o operador é o aerador estar situado ao lado da unidade final e dentro do campo de visão durante a ordenha.

Onde não houver provisão para a limpeza Cleaning in Place (CIP) do(s) aerador(es), da(s) unidade(s) final(is) e da tubulação de vácuo da unidade final, esta tubulação deverá ser projetada para fazer a drenagem na direção do(s) aerador(es).

3.8. Sistema de pulsação

A freqüência de pulsação, a relação de pulsação e as fases deverão ser medidas em conformidade com o Anexo III, subcláusula 4.11.

3.8.1. Dados técnicos

O fabricante deverá fornecer os seguintes dados:

a) freqüência de pulsação e relação de pulsação a um vácuo nominal e temperatura especificada;

b) faixa de temperatura na qual a freqüência de pulsação permanecerá dentro de ± 3 ciclos/min;

c) faixa de temperatura na qual os pulsadores podem ser operados;

d) variação da freqüência de pulsação dentro desta faixa;

e) registros típicos do vácuo da câmara de pulsação para um determinado conjunto de ordenha;

f) consumo de ar com um determinado conjunto de ordenha conectado sob condições específicas de operação;

g) fluxo de ar projetado medido no ponto de montagem do pulsador.

3.8.2. Freqüência de pulsação

A freqüência de pulsação não deverá apresentar um desvio superior a ± 3 ciclos/min em relação aos valores fornecidos pelo fabricante.

3.8.3. Relação de pulsação

A relação de pulsação não deverá apresentar um desvio superior a ± 5 pontos percentuais em relação aos valores fornecidos pelo fabricante. As relações de pulsação de todos os pulsadores de um mesmo equipamento não deverão variar de um para outro em mais de 5 pontos percentuais.

Dentro de um conjunto de ordenha, nenhum copo de teteira pode variar da outra em mais de 5%, exceto quando o conjunto de ordenha for projetado para proporcionar diferentes relações entre os quartos dianteiros e traseiros.

3.8.4. Fases de pulsação

A fase "b" não deverá ser inferior a 30% de um ciclo de pulsação. A fase "d" não deverá ser inferior a 15% de um ciclo de pulsação e não deverá ser inferior a 150 ms.

A queda de vácuo durante a fase "b" não deverá ser superior a 4 kPa abaixo do vácuo médio da câmara de pulsação, e o vácuo durante a fase "d" não deverá exceder 4 kPa.

3.9. Sistema de leite

3.9.1. Perda

A perda dentro das tubulações de leite, garrafões medidores, unidades finais e acessórios da instalação não deverá exceder 10 l/min, mais 1 l/min por entrada de leite em um equipamento canalizado em estábulo, quando testada em conformidade com a ISO 6690, subcláusula 5.10. Em salas de ordenha, a perda não deverá exceder 10 l/min, mais um adicional máximo de 2 l/min por unidade.

3.9.2. Drenagem

Devem ser fornecidos meios para a completa drenagem de todas as partes do sistema de leite.

3.9.3. Tomadas de leite e entradas de leite

As tomadas de leite e as entradas de leite não deverão causar nenhuma queda de vácuo adicional, quando comparadas com uma determinada entrada de leite em linha reta, testada em conformidade com o Anexo III, cláusula A.4.

As tomadas de leite e as entradas de leite deverão ser instaladas na metade superior da tubulação.

3.9.4. Tubulações de leite

As tubulações de leite deverão ser atóxicas e de um dos seguintes materiais:

a) tubulações em aço inoxidável austenítico, com espessura mínima da parede não inferior a 1 mm e extremidades rebarbadas;

b) tubulações de vidro resistentes ao calor, com espessura mínima da parede igual a 2mm;

c) qualquer outra tubulação que satisfaça o item 3.2.5, excluindo-se o PVC.

Devem ser fornecidos meios para a realização de inspeções do interior da tubulação de leite.

3.9.5. Projeto das tubulações do leite

O diâmetro interno da tubulação do leite deverá ser tal que a queda de vácuo entre a unidade final e qualquer ponto da tubulação do leite não exceda 2 kPa, com todas as unidades operando os fluxos de leite e ar projetados.

O diâmetro interno da tubulação de leite pode ser determinado em conformidade com o anexo C.

Se a tubulação do leite for instalada em forma de anel, então cada extremidade do anel deverá ter uma conexão independente de igual diâmetro interno para o recipiente da unidade final. Se vários anéis forem usados, duas extremidades podem ser agrupadas, diretamente na frente da unidade final, formando uma única tubulação que tenha uma área de seção transversal adequada, determinada em conformidade com o anexo C, para os fluxos combinados de leite e ar.

Se a tubulação do leite for montada acima do animal, o eixo não deverá estar mais de 2 m acima do nível do solo onde está o animal.

As tubulações do leite deverão ter uma queda contínua e uniforme para a unidade final, com um mínimo de 2 mm por metro de tubulação. Equipamentos que possam causar obstrução ou redução no vácuo, por exemplo, filtros não devem ser usados.

As ramificações da tubulação do leite deverão ser orientadas na direção do fluxo de leite. O raio mínimo do eixo para curvas deverá ser 75 mm.

A tubulação do leite não deverá ter alargamentos ou estreitamento que possam obstruir o fluxo de leite ou a drenagem.

Durante a ordenha, o ar deverá ser deliberadamente admitido na tubulação do leite somente no conjunto de ordenha, exceto quando este for necessário para a operação apropriada de um medidor de leite ou outros dispositivos. Este consumo de ar deverá ser então especificado pelo fabricante.

3.10. Ordenhadeiras balde ou latão ao pé

3.10.1. Balde ou latão ao pé

O fabricante de balde ou latão ao pé deverá especificar volume do recipiente, medido em conformidade com o Anexo III, cláusula B.4.

Uma válvula de retenção deverá ser colocada entre a tubulação de vácuo e o recipiente, de forma que este possa ser movido para outra tomada de vácuo sem perder o vácuo.

O fabricante deverá especificar o comprimento e o diâmetro interno da mangueira de vácuo.

A vazão na extremidade da mangueira longa de leite deverá ser, no mínimo, 65 l/min quando testada em conformidade com o Anexo III, subcláusula 4.13.

3.10.2. Tomadas de vácuo

A queda de vácuo na tomada não deverá exceder 5 kPa com um fluxo de ar igual a 150 l/min de ar livre através da tomada, medido em conformidade com o Anexo III, subcláusula 4.15.

As tomadas deverão ter batentes para limitar as posições normalmente fechadas e normalmente abertas. As tomadas deverão estar firmemente fixadas à canalização de ar, para evitar o deslocamento em relação aos orifícios de entrada de ar da tubulação. As juntas utilizadas não deverão obstruir a abertura da tomada. As tomadas deverão estar conectadas à parte superior do tubo.

Para tomadas conectadas através de um adaptador especial, o adaptador deverá ser considerado parte da tomada.

3.11. Equipamento de medição do leite

Nota: Para controle oficial da produção, as exigências a serem satisfeitas são especificadas pela Comissão InterBrasileira para Registro de Animais (ICAR).

3.11.1. Garrafões medidores de leite

Garrafões medidores deverão satisfazer as seguintes exigências:

a) o fabricante do garrafão medidor deverá especificar o volume efetivo, medido em conformidade com o Anexo III, cláusula B.4;

b) deverá ser possível a inspeção interna do garrafão medidor, para verificar a limpeza;

c) o diâmetro interno da saída não deverá ser inferior a 18 mm;

as entradas de leite deverão satisfazer a exigência de queda de pressão especificada para entradas de leite no item 3.9.3.

Notas:

1) As conexões devem ser colocadas de forma a minimizar o risco de entrada de leite ou espuma no sistema de vácuo.

2) Os garrafões medidores devem ser projetados ou instalados com meios para garantir a distribuição uniforme de fluidos de limpeza e desinfecção sobre a superfície interna durante a limpeza, sem afetar desfavoravelmente, de forma adversa, o vácuo no garrafão medidor durante a ordenha.

3.12. Conexões no sistema de vácuo

Dispositivos adaptados à mangueira de leite, incluindo mangueiras de conexão, não deverão causar qualquer queda de vácuo adicional superior a 5 kPa durante um fluxo de leite de 5 kg/min, comparada com a mesma unidade de ordenha, sem os referidos dispositivos, quando medida em conformidade com o Anexo III, cláusula A.2;

3.13. Mangueira do leite

Deverão ser fornecidos meios para evitar o achatamento da mangueira do leite devido a puxões ou constantes arrastamentos na entrada do leite.

O diâmetro interno não deverá ser inferior a 12,5 mm. Para canalizações de ordenha em linha alta, o diâmetro interno máximo da mangueira do leite deverá ser 16 mm.

O fabricante deverá especificar o comprimento e o diâmetro interno da mangueira do leite e deverá especificar o fluxo de ar na extremidade da mangueira do leite, conforme descrito no Anexo III, subcláusula 4.13.

A mangueira do leite deve ser a mais curta possível.

3.14. Conjunto de ordenha

O fabricante deverá especificar o fluxo máximo de leite (em litros por minuto por conjunto de ordenha) e também especificar as características de pulsação e admissão de ar com a finalidade de satisfazer as condições de teste constantes do Anexo III, cláusula A.3, exceto quando o vácuo na teteira for deliberadamente variado através da admissão cíclica de ar, válvulas unidirecionais ou outros meios para regular o vácuo na teteira.

Deverão ser fornecidos meios para limitar a entrada de ar através do conjunto de ordenha ou teteira, durante o acoplamento.

Nota: o vácuo na teteira deve ser a base para todos os níveis de vácuo na ordenhadeira. Tanto as experiências de pesquisa quanto as de campo indicam que um vácuo de trabalho médio no coletor, dentro da faixa de 32 kPa a 42 kPa, durante o período de ordenha e do fluxo máximo, e um bom nível de ajuste garantem que a maior parte dos animais seja ordenhada rapidamente, de forma suave e completa.

O vácuo nominal para uma determinada instalação deve ser escolhido dependendo de fatores tais como:

- altura das entradas para a tubulação de leite, garrafão medidor ou recipiente, em relação à altura média do úbere;

- média da taxa de ordenha do fluxo de leite máximo do rebanho;

- diâmetro interno e comprimento da mangueira do leite;

- quaisquer restrições adicionais para fluxo de leite e ar devido a conexões auxiliares na mangueira do leite;

- a quantidade de admissão de ar no coletor e

- as características de pulsação e da teteira.

3.14.1. Copos de teteira

O copo e a teteira deverão ser marcados de forma a identificar o fabricante e o tipo. As dimensões internas do copo não deverão restringir a operação da teteira.

O fabricante deverá fornecer os seguintes dados:

a) diâmetro do corpo da teteira, quando montada nos copos de teteira, medido em um ponto a 75 mm do bocal da teteira;

b) o diâmetro do bocal.

Para teteiras não circulares, os diâmetros máximo e mínimo do corpo deverão ser especificados.

A combinação da teteira e do corpo deverá ser fornecida com meios para indicar se a teteira for torcida ou meios para evitar que a teteira seja torcida dentro do copo.

Nota: para reduzir a probabilidade de obstruções provocadas pelo leite na mangueira curta de leite e impactos contra a teta, o diâmetro da mangueira curta de leite deve ser, no mínimo, 10 mm e, se for cônica, o maior diâmetro deve estar perto da parte inferior do copo.

3.14.2. Fechamento do vácuo do coletor

Deverão ser fornecidos meios para fechar o vácuo do coletor na teteira antes da remoção do conjunto de ordenha.

A perda através da válvula de fechamento de vácuo, quando está fechada, não deverá exceder 2 l/min, medidas em conformidade com o Anexo III, subcláusula 5.1.

3.14.3. Orifício de admissão de ar e perda para o conjunto de ordenha

A admissão total de ar em cada conjunto de ordenha, proveniente do orifício de admissão de ar e da perda de ar, não deverá exceder 12 l/min. O(s) orifício(s) de admissão de ar deverão ter dimensões constantes e deverão admitir, no mínimo, 4 l/min de ar livre ao nível de vácuo de trabalho nominal.

A perda para dentro de cada conjunto de ordenha com as teteiras fechadas e a válvula de fechamento de vácuo aberta não deverá exceder 2 l/min. A admissão de ar e a perda de ar deverão ser medidas e calculadas em conformidade com o Anexo III, subcláusula 5.2.

Nota: O orifício de admissão de ar deve ser posicionado de forma a evitar turbulência desnecessária no leite, para limitar a formação de ácido graxo livre.

3.15. Equipamentos auxiliares

Para todos os tipos de equipamento que precisem de ar durante a ordenha ou limpeza, o fabricante deverá especificar a demanda máxima de ar.

Quando os equipamentos auxiliares não estiverem em operação durante o teste e não forem operados por um sistema de vácuo independente, o fabricante dos referidos equipamentos deverá especificar o acréscimo mínimo para a reserva efetiva calculada.

3.16. Unidade final

Deverá ser possível inspecionar o interior da unidade final para limpeza. A unidade final terá um volume efetivo mínimo de 18 l, medido em conformidade com o Anexo III, cláusula B.3.

Nota: A(s) entrada(s) da unidade final deve(m) ser de forma tal que a excessiva formação de espuma durante a ordenha seja evitada.

3.17. Dispositivo de transferência

3.17.1. Geral

Um dispositivo de transferência, quando colocado no equipamento, deverá suportar o fluxo máximo de leite e fluidos de limpeza e desinfecção que circulam pelo sistema.

Não deve haver nenhuma perda de ar no dispositivo de transferência entre a unidade final e este dispositivo. O fluxo de leite deste dispositivo para a unidade final deve ser evitado. A perda no dispositivo deverá ser verificada em conformidade com o Anexo III, subcláusula 4.14.

Nota: o dispositivo de transferência deve ser capaz de transportar o leite sem formação indevida de espuma, não causando danos ao leite.

3.17.2. Controle das bombas de leite

A operação de uma bomba de leite deverá ser controlada pela quantidade de leite na unidade final.

3.18. Tubulação de transferência

Em todos os pontos baixos, deverão ser fornecidos meios para permitir a drenagem da tubulação de transferência, dos filtros e de qualquer equipamento de resfriamento em linha.

Quando o equipamento de resfriamento em linha estiver colocado, deverão ser fornecidos meios, preferivelmente automáticos, para cessar o fluxo de refrigerante durante o ciclo de limpeza.

Se houver a necessidade de realizar algum tipo de estreitamento da tubulação de transferência com a finalidade de reduzir o fluxo de leite, a um nível adequado para sua passagem pelo trocador de calor, ou quando este restringir o fluxo abaixo daquele nível necessário para a limpeza e desinfecção, devem ser fornecidos meios para abrir ou transpor o limitador durante o ciclo de limpeza.

ANEXO A

VAZÃO DA BOMBA DE VÁCUO-RESERVA EFETIVA MAIS TOLERÂNCIAS

A.1. Reserva efetiva

A reserva efetiva mínima para ordenha, com base no item 3.3.1 e nas equações fornecidas na tabela 1, para diferentes números de unidades de ordenha entre 2 e 20, é fornecida na tabela A.1. Para mais de 20 unidades de ordenha, as fórmulas fornecidas na tabela 1 deverão ser usadas.

Tabela A.1 - Reserva efetiva mínima para ordenha

Número de unidades de ordenha

Reserva efetiva mínima ⁽¹⁾, em l/min de ar livre

Ordenhadeiras canalizadas e ordenhadeiras com balão/garrafão/medidor de leite

Ordenhadeiras balde ou latão ao pé

com fechamento

sem fechamento

Com fechamento

sem fechamento

2

3

4

260

290

320

460

490

520

130

155

180

210

235

260

5

6

7

350

380

410

550

580

610

205

230

255

285

310

335

8

9

10

440

470

500

640

670

700

280

305

330

360

385

410

11

12

13

510

520

530

710

720

730

340

350

360

420

430

440

14

15

16

540

550

560

740

750

760

370

-

-

450

-

-

17

18

19

20

570

580

590

600

770

780

790

800

-

-

-

-

-

-

-

-

1) Adicione o ar necessário para equipamentos auxiliares, em conformidade com o item A.3.

A.2. Demanda de ar para limpeza

As tubulações de leite e de transferência são usualmente limpas por uma mistura de ar e solução de limpeza transportada e agitada pela diferença de vácuo. Para se obter uma limpeza eficaz, a velocidade de deslocamento deve ser de 7 m/s a 10 m/s.

Outros sistemas de limpeza podem não precisar de uma maior vazão aumentada da bomba.

Quando os sistemas de limpeza dependem da alta vazão da bomba para obter a velocidade do ar necessária para produzir tampões para a limpeza, esta vazão, qlimpeza, em litros por minuto, pode ser calculada por meio da fórmula:

q_limpeza = (pd² / 4) x v x (p_a – p_w ) / p_a

em que:

d = é diâmetro interno da tubulação, em decímetros;

v = é a velocidade do ar e do tampão na tubulação de leite, em decímetros por minuto;

p_a = é a pressão atmosférica real durante o teste, em kPa;

p_w = é o nível de vácuo quando da limpeza do sistema, em kPa.

A tabela A.2 fornece a vazão de ar para algumas dimensões de tubulações de leite e níveis de vácuo de trabalho a uma pressão atmosférica de 100 kPa. Também fornece o fluxo de ar na tubulação, ao nível de vácuo na tubulação, a ser usado para cálculos em instalações em altas altitudes.

Tabela

Demanda de ar para limpeza a uma velocidade de 8 m/s e

sob pressão atmosférica de 100 kPa

Diâmetro interno da tubulação de leite

Mm

Demanda de ar para limpeza

l/min

Fluxo na tubulação

l/min

Nível de vácuo, kPa

40

45

50

34

261

240

218

436

36

293

269

244

488

38

326

299

272

544

40

362

332

301

603

44

438

401

365

729

48

521

477

434

868

50

565

518

471

942

60

814

746

678

1356

66

985

903

821

1641

73

1205

1104

1004

2008

98

2171

1990

1809

3619

NOTA: Para calcular a demanda de ar para limpeza em altas altitudes, isto é, onde a pressão atmosférica é inferior a 100 kPa, use a última linha da tabela A.2 e multiplique o valor por (p_a – p_w) / p_a

A.3. Equipamentos auxiliares

Os equipamentos auxiliares podem ser divididos em três grupos:

a) equipamentos que funcionam continuamente durante a ordenha;

b) equipamentos que requerem uma quantidade de ar por um curto período de tempo durante a ordenha;

c) equipamentos que só operam antes ou após a ordenha.

Para equipamentos do tipo definido no item "a", a demanda mínima de ar, de acordo com as especificações do fabricante, em conformidade com a cláusula 3.15, deve ser acrescentada quando do cálculo da vazão da bomba e reserva efetiva, respectivamente.

Para equipamentos do tipo definido no item "b", o equipamento auxiliar usa o mesmo suprimento de vácuo simultaneamente com a extração de leite. Em muitos casos, não é necessário levar estas demandas em consideração, já que o equipamento auxiliar usado durante a ordenha consome apenas pequenas quantidades de ar durante um curto período de tempo. Estes equipamentos incluem os extratores automáticos de teteiras e portões automáticos. Entretanto, estes equipamentos podem requerer um fluxo de ar instantâneo alto, que deve ser considerado quando do dimensionamento da tubulação de vácuo.

Para os equipamentos do tipo definido no item "c", não há necessidade de levar em consideração sua capacidade quando do cálculo da vazão da bomba de vácuo.

A.4. Cálculo da vazão da bomba de vácuo

A vazão da bomba de vácuo deve ser capaz de retirar todo o ar do sistema de ordenha, quer seja vazão de reserva, ar utilizado no funcionamento dos pulsadores, entradas de ar, perdas ou qualquer outro uso.

A.4.1. Calcule a demanda para todo o equipamento funcionando continuamente ou demandando ar durante a ordenha e durante a limpeza, tais como pulsadores, entradas de ar e bombas de leite operadas a vácuo. As unidades de ordenha e os pulsadores devem ser considerados em operação contínua.

Verifique o fluxo de ar para o equipamento que consome ar por um curto período de tempo.

A.4.2. Adicione a reserva efetiva de A.1 com demanda do fluxo de ar durante ordenha de A.4.1.

A.4.3. Adicione o consumo de ar para limpeza de A.2 com a demanda do fluxo de ar durante a ordenha A.4.4. Tome o maior dos valores calculados em A.4.2 e A.4.3.

A.4.5. Adicione 10 l/min mais 2 l/min para cada unidade de ordenha fixa ou 1 l/min para cada tomada de leite, para perdas dentro do sistema de leite, determinadas em conformidade com o item 3.9.1.

A.4.6. Adicione perdas nas tubulações de vácuo, que tenham sido determinadas em conformidade com o item 3.6.4, especificando 5% da vazão da bomba considerada ou, se for menor, o nível de perda considerado pelo fabricante.

A.4.7. Adicione a perda da regulagem, em conformidade com as informações fornecidas pelo fabricante ou aquelas determinadas de acordo com o item 3.4.2, especificando 10% da reserva manual.

A.4.8. Calcule a queda de pressão na tubulação de vácuo principal, em conformidade com o anexo B, e adicione este valor ao nível de vácuo de trabalho desejado para o sistema. Os valores obtidos para o fluxo de ar e nível de vácuo são as bases para a escolha da bomba de vácuo.

A.4.9. Para níveis de vácuo diferentes de 50 kPa ou condições ambientais diferentes daquelas normais ao nível do mar, o fator H especificado na tabela A.3 deve ser usado como um multiplicador para corrigir o fluxo de ar obtido.

Tabela A.3

Pressões atmosféricas padrões (p_a), e fatores de correção H para várias altitudes

Altitude

M

Pressão atmosférica normal

p_s

kPa

Fator de correção H

Nível de vácuo da bomba (p)

KPa

40

45

50

< 300

100

0,80

0,89

1,00

de 300 a 700

95

0,84

0,94

1,07

de 700 a 1200

90

0,88

1,00

1,16

de 1200 a 1700

85

0,93

1,08

1,28

de 1700 a 2200

80

1,00

1,19

1,45

NOTAS

1) Estes valores são baseados em uma eficiência volumétrica, h _v, igual a 0,9, calculada por meio da seguinte fórmula:

h _v = p_máx / p_a

em que p_máxé a depressão, em kPa, na entrada da bomba quando completamente fechada, medida a uma pressão atmosférica p_a.

2) p_máx ou o valor da eficiência volumétrica pode ser obtido do fabricante.

A.5. Determinação da vazão da bomba de vácuo em função da altitude

Para a escolha de uma bomba de tamanho adequado, a demanda de ar calculada tem que ser corrigida para valores nominais de cada bomba.

Para selecionar o tamanho correto da bomba, o fluxo de ar corrigido em A.4.9 tem que ser multiplicado por H para permitir comparações com bombas calibradas à pressão atmosférica ambiente de 100 kPa. O fator de correção, H, deverá ser calculado por meio da fórmula:

H = ( p_máx - (p_Np_s / p_an)) / (p_máx - p)

em que:

p_máx = é o nível de vácuo com a entrada da bomba completamente fechada durante o teste, em kPa;

p_N= é o nível de vácuo nominal na entrada da bomba, em kPa;

p_s = é a pressão atmosférica padrão à altitude do sistema, em kPa;

p_an = é a pressão atmosférica nominal, em kPa;

p = é o nível de vácuo, na entrada da bomba (real ou calculado), em kPa.

Notas:

Esta fórmula para determinação de H é, em princípio, a mesma fórmula para a determinação de K₁ e K₂ no Anexo III: subcláusula 6.2.

Deve-se considerar também o fato de que a potência máxima da maioria dos motores elétricos diminuirá em altas altitudes, devido à diminuição na capacidade de resfriamento do ar. Isto significa que um motor ficará mais quente e, portanto, permitirá uma carga máxima menor. Esta informação pode ser obtida do fabricante do motor.

A.6. Exemplo para a determinação da vazão da bomba de vácuo

A.6.1. Dados

a) uma sala de ordenha canalizada, espinha de peixe com 12 unidades de ordenha diretas na tubulação, extratores automáticos de teteira e válvulas de fechamento automático no coletor, situado a 1300 m acima do nível do mar;

b) 1 ordenhador;

c) nível de vácuo de trabalho: 44 kPa;

d) diâmetro da tubulação de leite: 48,5 mm;

e) consumo de ar em cada pulsador: 25 l/min;

f) entrada de ar no conjunto de ordenhas: 10 l/min;

g) fluxo de ar máximo para cada extrator automático de teteiras: 50 l/min.

A.6.2. Cálculos

De acordo com o item 3.3.1, a reserva efetiva para a ordenha será:

500 l/min + (12-10) x 10 l/min = 520 l/min

De acordo com a nota 2 do item 3.2.4, e a fórmula constante de A.2, a demanda de ar para a limpeza a 44 kPa deve ser 498 l/min, para uma tubulação com um diâmetro de 48,5 mm.

Como a altitude para o sistema é 1300 m, a demanda de ar para limpeza poderia ser ajustada à pressão atmosférica mais baixa.

A pressão atmosférica a 1300 m é 85 kPa (tabela A.3). A última coluna da tabela A.2 tem que ser usada, o que fornece, através de interpolação, 886 l/min. Para obter a vazão necessária para a limpeza, multiplique este valor por (p_s – p) / p_s:

q_limpeza = 886 x (85 - 44)/85 l/min = 427 l/min

Se vários medidores ou extratores automáticos de teteiras são operados simultaneamente, a demanda total para eles deveria exceder a reserva efetiva ou demanda de ar para limpeza. Em tais casos, esta demanda deve ser a base para o dimensionamento.

Com um ordenhador, é provável que não mais que dois extratores automáticos de teteiras sejam operados simultaneamente, o que fornece uma demanda máxima de 2 x 50 l/min = 100 l/min, o que é inferior à reserva efetiva necessária e, portanto, não precisa ser levado em consideração.

O consumo de ar para as unidades de ordenha (entradas de ar e pulsadores) será 12 x (10 + 25) l/min = 420 l/min. As unidades de ordenha consumirão aproximadamente a mesma quantidade de ar durante a ordenha e a limpeza.

A demanda total de ar durante a ordenha será 520 l/min + 420 l/min = 940 l/min (A.4.2).

A demanda total de ar durante a limpeza será 427 l/min + 420 l/min = 847 l/min (A.4.3).

Neste exemplo, a vazão para ordenha é a maior e, portanto, a base para o dimensionamento da bomba (A.4.4).

Perdas no sistema de leite: 10 l/min + (2 x 12) l/min = 34 l/min (A.4.5).

Total: 940 l/min + 34 l/min = 974 l/min.

A eficiência (perda) de regulagem é 10% da reserva manual. A reserva efetiva era 520 l/min e é menor do que a reserva manual. Conseqüentemente:

reserva manual = 520 l/min x 100/(100 - 10) = 578 l/min

eficiência (perda) da regulagem = 578 l/min x 10/100 = 58 l/min

total: 974 l/min + 58 l/min = 1032 l/min

As perdas nas tubulações de vácuo são iguais a 5% da vazão da bomba (A.4.6), isto é:

perda no sistema de vácuo: 1032 l/min x 5/(100 - 5) = 54 l/min

total: 1032 l/min + 54 l/min = 1086 l/min

Com a queda de pressão de 3 kPa entre a bomba e o ponto de medição, o nível de vácuo na bomba será:

44 kPa + 3kPa = 47 kPa (8.3).

A correção para altitudes superiores, em conformidade com a tabela A.3 para a altitude de 1300 m e um vácuo de 47 kPa, dará um fator H = 1,16, o que dá, para uma pressão atmosférica de 100 kPa e um nível de vácuo de 50 kPa, uma vazão nominal da bomba igual a:

1086 l/min x 1,16 = 1260 l/min

Portanto, a vazão nominal mínima da bomba tem que ser 1260 l/min

ANEXO B

DETERMINAÇÃO DO DIÂMETRO INTERNO MÍNIMO DAS TUBULAÇÕES DE VÁCUO

B.1. Queda de vácuo em razão do fluxo de ar em tubos retos e lisos

A queda de pressão, até aproximadamente 3 kPa, em uma tubulação de vácuo lisa, usualmente em aço inoxidável, pode ser calculada por meio da fórmula:

Dp = 27,8l x (q^1,75 / d^4,75) ....(B.1)

em que:

Dp = é a queda de pressão no tubo, em kPa;

l = é o comprimento do tubo, em metros;

q = é o fluxo no tubo, em litros de ar livre por minuto;

d = é o diâmetro interno do tubo, em milímetros.

Uma vez que o fluxo no tubo e a queda de pressão máxima permitida são usualmente conhecidos, esta equação pode ser escrita da seguinte maneira:

d = (^4,75Ö 27,8 lq^1,75 ) / Dp

A tabela B.1 fornece os diâmetros para um único tubo liso, em conformidade com a fórmula B.2, à pressão atmosférica de 100 kPa e vácuo de 50 kPa. Esta equação é geralmente usada para dimensionamento da tubulação de vácuo principal.

A tabela B.2 fornece os diâmetros para tubos lisos em anel, a um vácuo de 50 kPa e pressão atmosférica de 100 kPa, desde que ambas as extremidades estejam conectadas a um tubo com, no mínimo, o dobro da área de sua seção transversal. A tabela é baseada na equação B.2, aplicada ao caso de dois tubos de comprimento igual, com o mesmo fluxo, e considerando que o comprimento total seja a soma dos comprimentos de cada tubo (ramificação). Os cálculos foram feitos, por exemplo, com l/2 e q/2. Esta tabela deve ser usada para o dimensionamento da tubulação de vácuo do pulsador.

Tabela B.1 - Diâmetros mínimos recomendados para os tubos, projetados para uma queda de 1 kPa de vácuo em razão do fluxo de ar em tubos retos e lisos

Fluxo de ar

l/min

Diâmetro interno mínimo, mm

Comprimento do tubo, m

5

10

15

20

25

30

40

50

60

70

100

200

300

15

20

23

18

23

27

19

25

29

21

27

31

22

28

32

22

29

34

24

31

36

25

32

37

26

34

39

27

35

40

400

500

600

26

28

30

30

32

34

32

35

38

34

37

40

36

39

42

37

41

43

40

43

46

42

45

48

43

47

50

45

49

52

700

800

900

32

33

35

36

38

40

40

42

44

42

44

46

44

46

48

46

48

50

49

51

54

51

54

56

53

56

58

55

58

60

1000

1200

1400

36

38

41

42

44

47

45

48

51

48

51

54

50

54

57

52

56

59

56

60

63

58

62

66

61

65

69

63

67

71

1600

1800

2000

43

45

46

49

52

54

54

56

58

57

60

62

60

63

65

62

65

68

66

69

72

69

72

75

72

75

78

74

78

81

2500

3000

3500

50

54

57

58

62

66

63

68

72

67

72

76

71

76

80

73

79

83

78

83

88

82

87

93

85

91

96

88

94

99

4000

4500

5000

60

63

65

69

72

75

75

79

82

80

84

87

84

88

91

87

91

95

93

97

101

97

102

106

101

106

110

104

109

113

5500

6000

6500

7000

67

70

72

74

78

80

83

85

85

88

90

93

90

93

96

99

94

98

100

103

98

101

104

107

104

108

111

114

109

113

116

119

114

117

121

124

117

121

125

128

NOTAS

1) Como a queda de pressão e o comprimento do tubo são proporcionais, os diâmetros para as quedas de pressão de 2 kPa e 3 kPa podem ser calculados usando-se os valores fornecidos nesta tabela, correspondentes à metade do comprimento do tubo (para 2 kPa) e a um terço do comprimento do tubo (para 3 kPa).

2) Comprimentos equivalentes para entradas e saídas de tanques, curvas e T's devem ser somados ao comprimento, veja tabela B.5.

Tabela B.2 - Diâmetros mínimos recomendados para os tubos, projetados para uma queda de 1 kPa de vácuo em razão do fluxo de ar em tubos lisos em anel

Fluxo de ar

l/min

Diâmetro interno mínimo, mm

Comprimento do tubo, m

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

280

100

150

200

16

19

21

17

20

22

18

21

24

19

22

25

20

23

26

21

24

27

21

25

28

22

25

28

22

26

29

23

27

29

23

27

30

24

28

31

250

300

350

22

24

25

24

26

28

26

28

29

27

29

31

28

30

32

29

31

33

30

32

34

31

33

35

31

34

36

32

34

36

33

35

37

34

36

38

400

450

500

27

28

29

29

30

31

31

32

33

32

34

35

34

35

36

35

36

38

36

37

39

36

38

40

37

39

41

38

40

41

39

40

42

40

42

43

550

600

650

30

31

32

33

34

35

35

36

37

36

37

39

38

39

40

39

40

41

40

41

43

41

42

44

42

43

45

43

44

46

44

45

46

45

47

48

700

800

900

33

34

36

36

37

39

38

40

41

40

42

43

41

43

45

43

45

47

44

46

48

45

47

49

46

48

50

47

49

51

48

50

52

49

52

54

1000

1200

1400

37

40

42

41

43

46

43

46

49

45

48

51

47

50

53

49

52

55

50

53

56

51

55

58

52

56

59

53

57

60

54

58

62

56

60

64

1600

1800

2000

44

46

48

48

50

52

51

54

56

54

56

58

56

58

61

59

60

63

59

62

64

61

64

66

62

65

68

63

66

69

65

67

70

67

70

72

NOTA: comprimentos equivalentes para entradas e saídas de tanques, curvas e T's devem ser somados ao comprimento, veja tabela B.5.

B.2. Queda de vácuo devido ao fluxo de ar em tubos galvanizados retos

A queda de pressão, até aproximadamente 3 kPa, em tubulações de vácuo galvanizadas, pode ser calculada por meio da fórmula:

Dp = 18,74l x (q² / d⁵) ....(B.3)

em que:

Dp = é a queda de pressão no tub/o, em kPa;

l = é o comprimento do tubo, em metros;

q = é o fluxo no tubo, em litros de ar livre por minuto;

d = é o diâmetro interno do tubo, em milímetros.

Uma vez que o fluxo e a queda de pressão máxima permitida são usualmente conhecidos, esta equação pode ser escrita da seguinte maneira:

d = (⁵Ö18,74 lq² ) / D

A tabela B.3 fornece os diâmetros para um único tubo galvanizado, em conformidade com a fórmula B.4, à pressão atmosférica de 100 kPa e vácuo de 50 kPa. Esta equação é geralmente usada para dimensionamento da tubulação de vácuo principal.

A tabela B.4 fornece os diâmetros para tubos galvanizados em anel, a um vácuo de 50 kPa e pressão atmosférica de 100 kPa, desde que ambas as extremidades estejam conectadas a um tubo com, no mínimo, o dobro da área de sua seção transversal. A tabela é baseada na equação B.4, aplicada ao caso de dois tubos de comprimento igual, com o mesmo fluxo, e considerando que o comprimento total seja a soma dos comprimentos de cada tubo (ramificação). Os cálculos foram feitos, por exemplo, com l/2 e q/2. Esta tabela deve ser usada para o dimensionamento da tubulação de vácuo do pulsador.

O diâmetro do tubo obtido a partir da equação B.4 ou tabelas B.3 e B.4 deve ser aumentado em 5% para considerar depósitos que possam ocorrer.

Tabela B.3 - Diâmetros mínimos recomendados para os tubos, projetados para uma queda de 1 kPa de vácuo devido ao fluxo de ar em tubos galvanizados retos

Fluxo de ar

l/min

Diâmetro interno mínimo, mm

Comprimento do tubo, m

5

10

15

20

25

30

40

50

60

70

100

200

300

16

21

24

18

24

28

19

26

30

21

27

32

22

28

33

22

30

35

24

31

37

25

33

38

26

34

40

27

35

41

400

500

600

27

30

32

31

34

37

34

37

40

36

39

42

38

41

44

39

43

46

41

45

49

43

47

51

45

49

53

46

50

54

700

800

900

34

36

38

39

41

43

42

45

47

45

47

50

47

50

52

49

51

54

52

54

57

54

57

60

56

59

62

58

61

64

1000

1200

1400

39

42

45

45

49

52

49

53

56

52

56

59

54

58

62

56

60

64

60

64

68

62

67

71

65

69

74

67

72

76

1600

1800

2000

47

50

52

54

57

60

59

62

65

63

66

68

65

69

72

68

71

74

72

75

79

75

79

82

78

82

85

80

84

88

2500

3000

3500

57

61

65

65

70

75

71

76

81

75

80

86

78

84

89

81

87

93

86

92

98

90

97

103

93

100

107

96

103

110

4000

4500

5000

68

72

75

79

82

86

85

89

93

90

95

99

94

99

103

98

103

107

104

109

113

108

114

119

112

118

123

116

122

127

5500

6000

6500

7000

78

80

83

86

89

92

95

98

97

100

104

107

103

106

110

113

107

111

115

118

111

115

119

122

118

122

126

130

123

128

132

136

128

132

137

141

132

136

141

145

NOTAS

Como a queda de pressão e o comprimento do tubo são proporcionais, os diâmetros para as quedas de pressão de 2 kPa e 3 kPa podem ser calculados usando-se os valores fornecidos nesta tabela, correspondentes à metade do comprimento do tubo (para 2 kPa) e a um terço do comprimento do tubo (para 3 kPa).

Comprimentos equivalentes para entradas e saídas de tanques, curvas e T's devem ser somados ao comprimento, veja tabela B.5.

Tabela B.4 - Diâmetros mínimos recomendados para os tubos, projetados para uma queda de 1 kPa de vácuo devido ao fluxo de ar em tubos galvanizados em anel

Fluxo de ar

l/min

Diâmetro interno mínimo, mm

Comprimento do tubo, m

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

280

100

150

200

16

19

21

17

20

22

18

21

24

19

22

25

20

23

26

21

24

27

21

25

28

22

25

28

22

26

29

23

27

29

23

27

30

24

28

31

250

300

350

23

24

26

24

26

28

26

28

30

27

29

31

28

30

32

29

31

33

30

32

34

30

33

35

31

34

36

32

34

36

33

35

37

34

36

38

400

450

500

27

29

30

30

31

32

31

33

34

33

34

36

34

36

37

35

37

38

36

38

39

37

39

40

38

39

41

38

40

42

39

41

43

40

42

44

550

600

650

31

32

33

34

35

36

36

37

38

37

38

40

39

40

41

40

41

42

41

42

44

42

43

45

43

44

46

44

45

47

44

46

47

46

47

49

700

800

900

34

36

38

37

39

41

39

41

43

41

43

45

42

45

47

44

46

48

45

47

50

46

49

51

47

50

52

48

51

53

49

51

54

50

53

56

1000

1200

1400

39

42

45

43

46

49

45

49

52

47

51

54

49

53

56

50

54

58

52

56

59

53

57

61

54

58

62

55

59

63

56

60

64

58

62

66

1600

1800

2000

47

50

52

51

54

56

54

57

60

57

60

62

59

62

65

61

64

67

63

66

68

64

67

70

65

69

72

67

70

73

68

71

74

70

73

77

NOTA: comprimentos equivalentes para entradas e saídas de tanques, curvas e T's devem ser somados ao comprimento, veja tabela B.5.

B.3. Atrito equivalente em curvas e acessórios

Perdas em curvas e acessórios tais como curvas, T's, entradas e saídas de tanques podem ser consideradas como sendo iguais à perda por atrito em um pedaço de tubo reto. Estes comprimentos de tubo equivalentes devem ser somados ao comprimento total do tubo quando do cálculo da queda de pressão em uma tubulação de vácuo. A tabela B.5 fornece comprimentos equivalentes para vários acessórios.

Tabela B.5 - Comprimentos de tubo equivalentes para vários acessórios

Causa da perda

Número de

diâmetros

do tubo

Comprimento de tubo equivalente aproximado, em metros

(m)

Diâmetro do tubo, mm

38

50

63

75

100

Curvas

45º agudo

90º raio curto (R/D=0,75)⁽¹⁾

90º raio médio (R/D=1,8)⁽¹⁾

8 a 10

35 a 40

15 a 20

0,3

1,4

0,7

0,5

1,8

0,9

0,6

2,4

1,1

0,8

3,0

1,2

0,9

3,6

1,8

T's

Fluxo direto

Fluxo lateral (saída)

Fluxo lateral (entrada)

15 a 20

40 a 45

20 a 25

0,7

1,6

0,9

0,9

2,1

1,1

1,1

2,4

1,2

1,2

2,7

1,5

1,8

4,2

2,2

Tanques e depósitos

Redução súbita

Expansão súbita

Aerador, tanque de distribuição, unidade final ⁽²⁾

20 a 25

40 a 45

60 a 70

0,9

1,6

2,5

1,1

2,1

3,2

1,2

2,4

3,6

1,5

2,7

4,2

2,2

4,2

6,4

1) R/D é o raio externo interno do joelho, divido pelo diâmetro interno do tubo.

2) Um ponto de expansão e um ponto de redução.

B.4. Exemplos

B.4.1. Tubulação de vácuo principal

Determinar as dimensões da tubulação de vácuo entre a unidade final e a bomba de vácuo para o sistema descrito em A.6.

A taxa nominal de fluxo de ar para a bomba será, no mínimo, 1260 l/min. A bomba mais próxima disponível tem uma capacidade nominal de 1400 l/min.

A tubulação de vácuo será em plástico. A tabela B.1 para tubos lisos deve, portanto, ser usada. O limite para a queda de vácuo é 2 kPa.

O comprimento da tubulação de vácuo da bomba até a unidade final é 15 m, constituindo-se de 5 curvas (90º raio médio), um T e um tanque de distribuição.

A tabela B.1 fornece, para um comprimento de tubo de 7,5 m (15 m/2, devido à queda de 2 kPa), um diâmetro de aproximadamente 50 mm.

As curvas, o T e o tanque restringirão o fluxo de ar de forma similar a um pedaço de tubo reto (tabela B.5, diâmetro do tubo = 50 mm), tendo um comprimento de 5 x 0,9 + 1 x 0,9 + 1 x 3,2 = 8,6 m.

O comprimento total da tubulação para fins de avaliação do diâmetro será: 15 m + 8,6 m = 23,6 m.

Reporte-se à tabela B.1 para um comprimento de 23,6 m/2, que é 11,8 m. A tabela fornece um diâmetro de aproximadamente 48 mm.

B.4.2. Tubulação de vácuo do pulsador

Determinar as dimensões de tubos galvanizados em anel para o sistema descrito em A.6.

Número de pulsadores: 12.

Consumo de ar para cada pulsador: 25 l/min.

Comprimento da tubulação de vácuo do pulsador: 40 m.

Consumo total de ar para pulsadores individuais é: 12 x 25 l/min = 300 l/min

NOTA: quando os conjuntos de ordenha são controlados de forma que todas as teteiras pulsam juntas, o fluxo de ar, durante a fase A, deve ser considerado como o consumo de ar para os pulsadores.

Os extratores automáticos de teteiras são conectados na mesma tubulação de vácuo. Dois sacadores do conjunto de ordenha consomem 100 l/min.

Consumo total de ar na tubulação de vácuo do pulsador: 300 l/min + 100 l/min = 400 l/min.

A tabela B.4 fornece um diâmetro de tubo de 27 mm.

Quatro curvas fornecem um comprimento de tubo de aproximadamente: 4 x 0,7m, ou 3m.

NOTA: o novo comprimento de tubo (43 m) não causará aumento de diâmetro (veja tabela B.4).

Depois de aumentar o diâmetro em 5% para considerar depósitos que possam restringir o tubo, o diâmetro da tubulação de vácuo do pulsador deve ser, no mínimo, 29 mm.

ANEXO C

DETERMINAÇÃO DO DIÂMETRO INTERNO MÍNIMO DAS TUBULAÇÕES DE LEITE

C.1. Geral

O fabricante e o cliente devem chegar a um acordo com base nas taxas máximas de fluxo de leite, que se espera do rebanho e no tempo esperado de colocação do conjunto (veja item C.2), e nos critérios para o fluxo de ar e leite fornecidos no item C.3 e/ou C.4. O fabricante deve então resumir as condições de projeto e especificá-las como parte do contrato de compra. Cálculos exemplificados são fornecidos no item C.5.

O fluxo de leite nas tubulações muda freqüentemente em virtude da variação no fluxo de leite de animais individuais e pela interação de múltiplas unidades de ordenha. Em condições ideais, o leite deve fluir na parte inferior do tubo, deixando um espaço limpo contínuo acima, que permita a circulação de um maior volume de ar. Esta condição de fluxo é conhecida como fluxo estratificado. Na prática, o fluxo varia tipicamente entre fluxo estratificado e fluxo tamponado. O fluxo tamponado ocorre sempre que tampões de leite preenchem toda a seção transversal da tubulação de leite.

As condições de fluxo tamponado quase sempre causam quedas transientes do vácuo na tubulação de leite, superiores a 2 kPa. Como comparação, um tamponamento constante da tubulação de leite provavelmente tenha os mesmos efeitos no desempenho da ordenha e na qualidade do leite que uma elevação na altura da tubulação de leite de 300 mm a 500 mm, isto é, quanto mais lenta a ordenha, mais a teteira se solta, em virtude do baixo vácuo médio na teteira e altos valores do grau de acidez do leite.

O vácuo na tubulação de leite quase sempre permanece estável dentro de ± 2 kPa do vácuo da unidade final, sob condições de fluxo estratificado. Portanto, o limite de desempenho de 2 kPa dado no item 3.9.5 significa essencialmente que o fluxo estratificado deve ser a condição de fluxo normal na tubulação de leite. Entende-se por "condição de fluxo normal" condições sem tampões por, no mínimo, 95% do tempo de ordenha do rebanho. Tampões ocasionais na tubulação de leite, que são quase inevitáveis na prática, não devem ser considerados como evidência de uma falha no sistema. O tamponamento ocasional pode afetar adversamente o desempenho da ordenha, ou aumentar o risco de mastite somente se a queda transiente no vácuo da tubulação de leite for suficiente para fazer com que uma ou mais teteiras deslizem ou caiam. Em virtude dos valores do grau de acidez serem maiores com as condições de fluxo tamponado, o tamponamento ocasional pode ter um efeito marginal sobre a qualidade do leite.

Os fatores que influenciam na capacidade de transporte do leite pela tubulação de leite são:

a) diâmetro: o aumento do diâmetro interno d tem o maior efeito isolado. A capacidade de transporte potencial de uma tubulação de leite é proporcional a aproximadamente d⁵;

b) inclinação: em tubulações de leite quase horizontais (0,2% a 0,4% de inclinação), o fluxo de leite é principalmente afetado pelo ar que flui sobre a superfície do leite. O atrito entre a superfície do ar e do leite faz com que o leite flua devido à transferência de momento do ar para o leite. Maiores inclinações nas tubulações de leite aumentam a influência da gravidade como uma força acionadora adicional, fazendo com que o leite flua. O aumento na inclinação das tubulações de leite reduz o risco de fluxo tamponado, reduzindo a profundidade média de enchimento para qualquer determinado fluxo de leite.

Regiões de pouca inclinação ou "pontos planos" em uma tubulação de leite usualmente reduzem sua capacidade efetiva de transporte. A probabilidade de tampões na tubulação de leite é mais influenciada por estes pontos planos do que pela inclinação geral média, mais ou menos da mesma forma que a força de uma corrente está limitada à força do elo mais fraco. A inclinação efetiva de uma tubulação de leite pode ser reduzida por qualquer curva ou outros acessórios que aumentem o comprimento equivalente desta tubulação. Portanto, pode ser necessário compensar isto aumentando a inclinação de uma tubulação de leite na região de quaisquer curvas, especialmente aquelas que estejam localizadas perto da unidade final, onde tanto o fluxo de leite quanto o fluxo de ar são maiores;

c) admissão de ar: a taxa de admissão de ar constante ("uniforme") através dos orifícios de admissão de ar e as perdas constantes têm uma influência relativamente menor na formação de tampões, na faixa de 4 l/min a 12 l/min por unidade, comparada com os efeitos de fluxos de ar intermitentes. A admissão de ar intermitente ("transiente") tem um efeito marcante no tamponamento da tubulação de leite, porque a velocidade relativa do ar em relação ao líquido é o fator dominante que influencia a transição de fluxo estratificado para fluxo tamponado. A resistência do atrito do ar na superfície do leite faz com que se formem ondas no leite, o primeiro estágio da formação de tampões. A admissão de ar transiente induz os tampões a fluxos de ar e líquido muito menores, comparadas com os efeitos da admissão de ar uniforme;

d) tubulações de leite em anel versus fundo cego: os benefícios de fazer uma tubulação de leite em anel resultam da redução no fluxo de ar em razão da divisão do volume de ar para cada lado do anel, quando a unidade de ordenha é trocada ou quando ocorre deslizamento da teteira. O fluxo de ar em cada lado do anel se reduz porque o ar pode fluir para a unidade final através de ambos os lados do anel, de acordo com o caminho de fluxo mais fácil;

e) comprimento: quando o fluxo estratificado é a condição de fluxo normal, não é necessário fazer correções no comprimento da tubulação de leite. Sob todas as condições, exceto as mais extremas, o comprimento da tubulação de leite não está limitando e não é um fator importante para fins de dimensionamento da tubulação de leite. No entanto, em tubulações de leite quase horizontais, a transferência de momento do ar para o leite causa uma queda de vácuo inevitável na fase de ar, de forma que a queda de vácuo na extremidade mais distante da tubulação de leite seja proporcional ao comprimento. Portanto, esta queda de vácuo tem que ser usada como um critério de dimensionamento de tubulações de leite quase horizontais;

f) entrada de leite: as diretrizes constantes deste anexo se baseiam em estudos experimentais usando entradas perpendiculares conectadas em intervalos que variam de 500 mm a 2000 mm e montadas acima do diâmetro horizontal da tubulação de leite. O espaçamento das entradas de leite parece ter apenas uma pequena influência na capacidade efetiva de transporte do leite nesta faixa. A capacidade efetiva de uma tubulação de leite teria que ser aumentada marginalmente pelo uso de entradas de leite oblíquas ou oblíquas tangenciais, montadas de forma que o leite e o ar entrem na tubulação na direção do fluxo para a unidade final;

g) outros componentes: componentes tais como medidores de leite (especialmente os do tipo enche-e-esvazia) podem influenciar no fluxo instantâneo de leite em uma tubulação de leite. O projeto e a ação das tomadas de leite podem ter uma influência marcante na taxa de fluxo instantâneo de ar transiente admitido, quando a unidade de ordenha é movida de um local para outro. O comprimento e o diâmetro interno das mangueiras do leite, o diâmetro interno das mangueiras curtas do leite e o projeto dos coletores afetarão a quantidade de ar transiente admitida quando os conjuntos de ordenha forem colocados ou retirados, ou quando as teteiras deslizarem ou caírem.

Estes fatores específicos do modelo não são tratados neste anexo. Não obstante, eles devem ser considerados quando do projeto de um sistema de ordenha, de forma a satisfazer o limite de desempenho de 2 kPa, especialmente quando a taxa máxima prevista de fluxo de leite (veja item C.2) está próxima do limite superior para qualquer fluxo de leite e ar projetados (veja itens C.3, C.4 ou C.5).

C.2 Fluxo máximo de leite previsto nas tubulações de leite

O fluxo máximo de leite pode ser previsto a partir das curvas típicas do fluxo para animais individuais, junto com o tempo médio esperado para a colocação dos conjuntos de ordenha. A tabela C.1 mostra exemplos do fluxo máximo previsto de leite, para um grupo de vacas com uma taxa média de ordenha máxima média de 4 l/min e 5 l/min por vaca, e unidades conjuntos colocados em intervalos diferentes.

O modelo para 4 l/min é baseado nas medidas do fluxo de vacas em rebanhos de Friesia-Holstein, de alta produtividade na França e nos EUA. Considera-se: um atraso de 30 s na colocação do conjunto de ordenha para iniciar o período de fluxo máximo; um período do fluxo máximo de 4 l/min durante 120s, e um tempo médio de ordenha de 5,5 min por vaca, que corresponde a um fluxo médio de 2,6 l/min.

O modelo para o fluxo máximo médio mais alto é baseado em 20% das vacas que eram as mais rápidas de serem ordenhadas nos rebanhos franceses e americanos. A média da taxa de ordenha máxima foi de 5 l/min por vaca. O limite superior do intervalo de confiança de 95% para este grupo de vacas de ordenha rápida foi 5,5 l/min nos rebanhos dos EUA. Apesar dos fluxos máximos médios tenderem a aumentar levemente com maiores níveis de produção do rebanho, a correlação é fraca. Os estudos franceses indicam uma associação bem mais forte entre a alta produção e o aumento na duração do período do fluxo máximo.

Como regra geral, um fluxo máximo médio de 4 l/min por vaca será suficiente para a maior parte dos rebanhos. Em rebanhos com produtividade muito alta, ou para rebanhos incomuns de rápida ordenha, os cálculos devem se basear em um fluxo máximo média de 5 l/min por vaca. O fluxo máximo médio de vacas em qualquer rebanho pode ser estimado das seguintes maneiras:

a) o fluxo máximo médio, q_máx, em litros por minuto, está estreitamente correlacionado (coeficiente de correlação, r = 0,81) com a taxa de ordenha média q (litros de leite por vaca divididos pelo tempo de sua ordenha em minutos) de um grupo representativo de vacas, de acordo com a regressão:

q_máx = 0,2 + 1,5 q;

b) o fluxo máximo médio, q_máx, em litros por minuto, está estreitamente correlacionado (r = 0,92) com a quantidade média de leite, V₂, em litros, obtida de um grupo representativo de vacas, nos primeiros dois minutos da ordenha, de acordo com a regressão:

q_máx = 0,5 x (1 + V₂);

c) o fluxo máximo médio, em litros por minuto, é numericamente igual à quantidade média de leite, em litros, obtida de um grupo representativo de vacas, no segundo minuto da ordenha (r = 0,89).

C.3. Diâmetros mínimos recomendados para tubulações de leite quase horizontais (0,2% a 0,4% de inclinação)

Os cálculos a seguir levam em consideração o diâmetro e o comprimento da tubulação, e fluxos de ar e leite. O fluxo de leite na tubulação de leite é principalmente devido ao atrito entre o ar e o leite. As condições de fluxo de ar projetadas se baseiam apenas na admissão de ar uniforme através dos orifícios de admissão de ar e nas perdas constantes no sistema de leite. Isto se dá porque é praticamente impossível evitar tamponamento quando ar transiente flui para dentro de tubulações de leite quase horizontais de pequeno diâmetro.

O cálculo da capacidade de transporte do leite é baseado em equações empíricas, que provaram fornecer condições de fluxo estratificado de leite durante a ordenha normal, sem admissão de ar transiente. Apesar dos cálculos de fluxo se basearem em uma tubulação horizontal, uma inclinação de, no mínimo, 0,2% é necessária na prática para garantir a drenagem apropriada da tubulação.

A queda de vácuo em uma tubulação de leite horizontal em anel pode ser calculada como se segue:

Dp = 68000 x (q_m²l / d⁵)

em que:

Dp = é a queda de vácuo, em kPa;

q_m = é o fluxo do leite por inclinação, em litros por minuto;

l = é o comprimento do tubo por inclinação, em metros;

d = é o diâmetro interno do tubo, em milímetros.

Tabela C.1 - Fluxo máximo de leite previsto nas tubulações de leite

Máximo de fluxo de leite¹, l/min

Números de unidade por inclinação²

40

140

164

86,5

98,5

1) Fluxo máximo médio por vaca e para diferentes intervalos de colocação

2) Os algarismos sublinhados indicam o fluxo máximo (independente do número de unidades)

38

136

160

86,5

98,5

36

132

156

86,5

98,5

34

123

150

86,5

98,5

32

120

144

86,5

98,5

30

114

138

85

97

28

108

132

83

95

44

50

26

102

126

81

93

44

50

24

96

120

78

90

44

50

31

35

22

88

110

74

86

44

50

31

35

20

80

100

70

82

44

50

31

35

19

22

18

72

90

66

78

44

50

31

35

19

22

13,5

15,5

16

64

80

60

72

44

50

31

35

19

22

13,5

15,5

11

13

14

56

70

54

66

42

48

31

35

19

22

13,5

15,5

11

13

12

48

60

48

60

39

45

31

35

19

22

13,5

15,5

11

13

10

40

50

40

50

35

41

30

35

19

22

13,5

15,5

11

13

8

32

40

32

40

30

35

28

33

19

22

13,5

15,5

11

13

6

24

30

24

30

24

30

23

28

18

21

13,5

15,5

11

13

4

16

20

16

20

16

20

16

20

15

18

13

15

11

13

2

8

10

8

10

8

10

8

10

8

10

8

10

8

10

Fluxo de Leite¹ l/min

4

5

4

5

4

5

4

5

4

5

4

5

4

5

Intervalos de colocação s

5

10

20

30

50

70

90

NOTAS:

1) A equação C.3 é válida somente para tubulações de leite em anel. Tubulações de leite em fundo cego devem sempre ser projetadas para fluxo estratificado, em conformidade com o item C.4.

2) Um volume constante foi considerado no cálculo, com a relação de ar livre e fluxo de leite igual a 6.

O diâmetro mínimo recomendado para a tubulação de leite pode ser obtido na tabela C.2, junto com a tabela C.1, dependendo dos fluxos máximos médios esperados de um determinado rebanho e os tempos esperados de colocação dos conjuntos.

O número máximo de unidades é calculado com base na tabela C.2 e é dado na tabela C.3 para um intervalo de colocação de 50 s e fluxo máximo de leite de 4 l/min, e na tabela C.4 para um intervalo de colocação de 50 s e fluxo máximo de leite de 5 l /min.

Tabela C.2

Fluxo máximo de leite por inclinação em uma tubulação de leite em anel, quase horizontal

Diâmetro interno nominal

mm

Fluxo máximo de leite, l/min

Comprimento da tubulação de leite por inclinação, m

5

10

15

20

25

30

40

50

38

21

15

13

11

10

9

8

7

48,5

40

28

23

20

18

16

14

13

60

68

48

39

34

30

28

24

21

NOTAS

1) Estes valores correspondem a uma queda de vácuo que não exceda 2 kPa em ordenha normal, sem admissão de ar transiente.

2) O comprimento do tubo por inclinação é metade do comprimento total da tubulação de leite e o fluxo de leite por inclinação é metade da taxa total de fluxo de leite.

Tabela C.3

Número máximo de unidades por inclinação para tubulações de leite quase horizontais ou canalizada em estábulo Fluxo máximo de leite de 4 l/min

Diâmetro interno nominal

mm

Número máximo de unidades

Comprimento da tubulação de leite por inclinação, m

20

30

50

38

3

2

1

48,5
^{1
(4)}
4

3

60
¹ ^{1
(8)} ^{1
5}

1) Um número ilimitado de unidades de ordenha. Os algarismos em parênteses indicam o número máximo de unidades a uma tempo de colocação médio de 30 s por inclinação.

Tabela C.4

Número máximo de unidades por inclinação para tubulações de leite quase horizontais ou canalizada em estábulo-Fluxo máximo de leite de 5 l/min

Diâmetro interno nominal

mm

Número máximo de unidades

Comprimento da tubulação de leite por inclinação, m

20

30

50

38

2

2

1

48,5

6

3

2

60
^{1 (9)} ^{1
(6)}
7

1) Um número ilimitado de unidades de ordenha. Os algarismos em parênteses indicam o número máximo de unidades a um tempo de colocação médio de 30 s por inclinação.

C.4 Diâmetros mínimos recomendados para tubulações de leite com inclinações superiores a 0,4%

Os cálculos constantes desta seção levam em consideração a inclinação da tubulação e sua configuração (em anel ou em fundo cego). As condições de fluxo de ar projetadas se baseiam na admissão de ar uniforme de 4 l/min até 12 l/min através dos orifícios de admissão de ar e nas perdas constantes, mais os fluxos de ar intermitentes associados com a colocação do conjunto de ordenha, deslizamento da teteira e retirada do conjunto de ordenha. O fluxo de leite na tubulação de leite é devido à gravidade e ao atrito entre o ar e o leite.

Como uma diretriz de projeto, 100 l/min para fluxo de ar intermitente dentro de uma tubulação em fundo cego, ou 50 l/min por inclinação em uma tubulação de leite em anel, é uma compensação razoável para deslizamento da teteira e mudança do conjunto feito para operadores que tomam cuidado para limitar a quantidade de ar admitido durante a colocação ou retirada do conjunto de ordenha. Estas compensações devem ser dobradas para os operadores mais típicos, isto é, 200 l/min de fluxo de ar transiente dentro de tubulações de leite em fundo cego e 100 l/min por inclinação em tubulações de leite em anel.

O diâmetro mínimo recomendado para a tubulação de leite pode ser obtido na tabela C.5, junto com a tabela C.1, dependendo do fluxo máximo médio esperado de um determinado rebanho com o tempo esperado de colocação do conjunto.

Os números da tabela C.5 se baseiam em dados experimentais para tubulações com diâmetro interno de 48,5 mm, 73 mm e 98 mm, e inclinações de 0,5%, 1% e 2%. Estes dados foram usados com o objetivo de se chegar à seguinte equação para prever o fluxo máximo de leite, com a finalidade de garantir que o fluxo estratificado seja a condição normal de fluxo durante a ordenha (R² = 0,97).

q_m = 8,9 x 10^-6 x (sd⁵ / q_at)em que:

q_m = é o fluxo do leite por inclinação, em litros por minuto;

s = é a inclinação, em porcentagem;

d = é o diâmetro interno do tubo, em milímetros;

q_at = é o fluxo total de ar por inclinação (admissão de ar uniforme mais transiente), em litros por minuto.

NOTA: os dados experimentais se basearam em uma relação de 10 l/min de fluxo de ar uniforme por 4,5 l/min de fluxo de leite por unidade, isto é, uma relação de 2,2 : 1. Mudanças na relação ar uniforme: leite 1,5 : 1 e 3 : 1 afetou a previsão de pontos de transição de fluxo em menos de 5%. Para simplificar os cálculos, portanto, uma relação constante de 2,2 : 1 foi usada para se chegar aos algarismos constantes da tabela C.5, como se segue:

q_at=2,2q_m+q_t,

em que q_té a admissão de ar transiente, em litros por minuto.

Substituindo os valores na equação C.4:

q_m(2,2q_m+q_t) - 8,9x10^-6xsd⁵= 0q_m

q_m é então obtido resolvendo-se a equação quadrática e descartando a resposta negativa, conforme a equação abaixo:

q_m = 0,23 Ö (q_t² + 7,8x10^-5 sd ⁵) – 0,23 q_t

Tabela C.5 - Fluxo máximo de leite por inclinação para garantir que o fluxo estratificado seja a condição normal de fluxo durante a ordenha

Diâmetro interno nominal da tubulação de leite

mm

Fluxo máximo de leite, l/min

Fluxo de ar transiente, l/min

25

50

100

200

Inclinação, %

Inclinação, %

Inclinação, %

Inclinação, %

0,5

1

1,5

2

0,5

1

1,5

2

0,5

1

1,5

2

0,5

1

1,5

2

48,5

18

28

35

41

15

24

31

37

10

17

24

29

6

11

16

20

60

34

51

63

74

30

46

58

69

23

38

50

60

15

27

37

46

73

59

86

106

124

54

81

101

118

46

72

92

109

34

57

76

92

98

129

185

228

264

124

180

223

259

114

170

212

248

97

151

193

228

As condições de projeto na tabela C.5 assegurarão que o fluxo estratificado seja a condição normal de fluxo na tubulação de leite durante, no mínimo, 95% do tempo de ordenha para o rebanho. No entanto, estes critérios de projeto não evitarão tampões na tubulação de leite quando o conjunto de ordenha cair ou for chutado, a não ser que os coletores, com válvulas de fechamento automáticas e efetivas, sejam usados. A entrada de ar durante uma queda sem válvulas de fechamento automáticas varia entre 700 l/min e 1400 l/min, dependendo do tipo da unidade e acessórios, e do comprimento e diâmetro interno da mangueira do leite. Deste modo, as válvulas de fechamento automáticas no coletor reduzem, de forma marcante, o risco de tampões, limitando-se o período de admissão de ar transiente a 1 s ou menos, quando os conjuntos de ordenha caem ou são colocados.

C.5. Cálculos exemplificados

Alguns exemplos do número máximo de unidades de ordenha por inclinação, para garantir o fluxo estratificado para os critérios de projeto selecionados, são fornecidos nas tabelas C.6 a C.9. Com a finalidade de ilustrar como as tabelas são obtidas, considere o exemplo a seguir para uma sala de ordenha de 12 unidades para um rebanho médio, com unidades de ordenha acopladas em intervalos de 10 s por inclinação.

A tabela C.1 indica um fluxo máximo previsto de 24 l/min por inclinação, com 6 unidades em cada inclinação, para um rebanho com a taxa média de fluxo máximo de 4 l/min por vaca.

Da tabela C.5, qualquer das seguintes opções satisfaria os critérios mínimos de projeto fornecidos no item

C.4.

a) para operadores que planejavam tomar razoável cuidado quando da colocação dos conjuntos de ordenha:

- uma tubulação de leite de 48 mm, em anel, com inclinação mínima de 1% (isto é, fluxo de ar transiente projetada de 100 l/min, que é igual a 50 l/min por inclinação);

- duas tubulações de leite de 48 mm, em fundo cego, com inclinação mínima de 1,5% (isto é, fluxo de ar transiente projetada de 200 l/min, que é menor ou igual a 100 l/min por tubulação de leite).

b) para os operadores típicos:

- uma tubulação de leite de 48 mm, em anel, com inclinação mínima de 1,5% (isto é, fluxo de ar transiente projetada de 200 l/min, que é igual a 100 l/min por inclinação);

- duas tubulações de leite de 60 mm, em fundo cego, com inclinação mínima de 1% (isto é, fluxo de ar transiente projetada menor ou igual a 200 l/min, por tubulação de leite).

Tabela C.6

Número máximo de unidades por inclinação para salas de ordenha Tempo de colocação de 10 s e fluxo máximo de ordenha de 4 l/min por vaca

Diâmetro interno nominal

mm

Número máximo de unidades

Inclinação, %

0,5

1

1,5

2

a) operador cuidadoso e tubulações de leite em anel (isto é, limite de projeto de admissão de ar transiente de 100 l/min para instalações, igual a 50 l/min de admissão de ar transiente por inclinação)

48,5

3

6

7

9

60

7

11

15

19

73

14

26
^{1
(25)} ^{1
(31)}

98
^{1
(33)} ¹ ¹ ¹

b) operador cuidadoso e tubulações de leite em fundo cego ou operadores típicos e tubulações de leite em anel (isto é, limite de projeto de admissão de ar transiente de 100 l/min por inclinação)

48,5

2

4

6

7

60

5

9

12

16

73

11

21
^{1
(23)} ^{1
(28)}

<T