Сепараторы

Струйные (щелевые или фильерные) гомогенизаторы. В них используется эффект турбулизации и усиления кавитации при выходе из отверстия с острыми краями с большой скоростью. Эффект гомогенизации низок.

Центробежные гомогенизаторы с сопловыми трубками.

1 - ротор;

2 - сопловые трубки;

3 - ударное кольцо.

Молоко подаётся вовнутрь полого ротора 1, который вращается с частотой 3000 об/мин, и за счёт центробежной силы молоко выходит из сопловых трубок 2, сильно ударяясь о рифлёную поверхность ударного кольца 3, поэтому жировые шарики дробятся.

Эмульсоры (диспергаторы) – это центробежные гомогенизаторы, предназначенные для приготовления восстановленных молочных эмульсий за счёт диспергирования одного из нерастворимых компонентов и его равномерного распределения в другом. Другое название эмульсора – роторно-пульсационный аппарат. Эмульсор сделан на базе центробежного насоса.

1 – корпус;

2 - всасывающий патрубок;

3 – вал;

4 - крыльчатка (лопатки);

5 - концентрическая роторная перегородка;

6 - неподвижные (статорные) концентрические перегородки с пазами, установленные на крышке эмульсора;

7 - нагнетательный патрубок;

8 - уплотнение вала.

За счёт вращения лопастей крыльчатки 4 рабочая среда засасывается через входной патрубок 2 и отбрасывается с большой скоростью на первую статорную перегородку 6, проходит через её пазы и попадает под ударное воздействие вращающейся перегородки 5 и далее на вторую неподвижную перегородку 6. Затем под давлением молоко выходит через патрубок 7. Как и центробежный насос, эмульсор работает только под заливом, создаёт напор до 30 м водяного столба.

Ультразвуковые гомогенизаторы. Принцип их работы основан на дроблении жировых шариков при подводе к эмульсии упругих колебаний звукового и ультразвукового диапазона.

Гомогенизаторы этого типа отличаются способом получения ультразвуковых колебаний:

1. Механические – основаны на получении вибрации жидкости при вращении дисбаланса (эксцентрика).

2. Электромагнитные излучатели – для ультразвукового воздействия на среду используется электромагнит, в катушку которого подаётся переменный ток с частотой, необходимой для гомогенизации.

3. Магнитострикционные излучатели – в них используется свойство некоторых ферромагнетиков деформироваться под действием магнитного поля. Ферромагнетики: Ni, Co, сплавы Ni + Al, Ni + Fe, Fe + Co и ферриты. При пропускании переменного тока через катушку, сердечником которой является ферромагнетик, происходит изменение величины магнитного поля, в соответствии с которым изменяется длина сердечника, воздействующего на продукт непосредственно или через мембрану. Частота колебаний излучателя 16-75 кГц.

4. Пьезоэлектрические излучатели – основаны на пьезоэффекте, т.е. способности некоторых материалов (сегнетовой соли, кварца, титаната бария, турмалина) деформироваться под воздействием электрического поля с частотой до 5 МГц.

5. Гидродинамические излучатели – принцип их работы основан на вибрировании консольно закреплённой металлической пластины под давлением потока молока.

Схема излучателя конструкции В.М.Степанова

1 - входной патрубок;

2 - рассекатель потока;

3 - крестообразный держатель;

4 - вибрирующие пластины толщиной 0,6-0,7 мм;

5 - корпус;

6 - выходной патрубок.

При подаче молока в патрубок 1 под давлением 0,4-0,6 МПа и огибании потоком консольно закреплённых пластин 4, они приходят в колебательное движение и оказывают гомогенизирующий эффект на молоко. Рассекатель 2 нужен для устранения мёртвой зоны.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМ

В 1877 году шведский учёный Патрик Кук Густав де Лаваль изобрёл центрифугу для разделения молока на фракции за 1-2 мин.

В 1878 году был изобретён непрерывно действующий сепаратор.

В 1890 году - усовершенствование сепаратора добавление тарельчатых вставок из жести.

В 1908- создан концерн Альфа-Лаваль.

Сепаратор- это технологическая машина, предназначенная для разделения жидких неоднородных систем по разности плотности их компонентов.

Классификация сепараторов:

1.По технологическому назначению:

а) сливкоотделители (концентраторы) – для разделения молока на сливки и обезжиренное молоко;

б) молокоочистители (кларификаторы) – для очистки молока от механических примесей;

в) нормализаторы (стандартизаторы) – для отделения сливок, смешивающие сливки и обезжиренное молоко в потоке и корректирующие состав сепарированного молока по жиру;

г) гомогенизаторы (кларификсаторы) – используются для дробления жировых шариков в выделяемых сливках;

д) сепараторы для бактериальной очистки молока (бактериофуги);

е) сепараторы для получения ВЖС;

ж) сепараторы для выделения белкового сгустка (творогоотделители);

з) сепараторы для очистки сыворотки (осветлители).

2.По способу подачи и отвода фракций:

а) открытые – молоко подаётся открытым потоком, и удаление продукта происходит открытым потоком в открытую тару;

б) полузакрытые (полугерметичные) - вход открытым потоком, отвод продуктов по герметичным трубопроводам под давлением в сепараторе;

в) герметичные (закрытые) – подача продукта и отвод фракций осуществляется без контакта с окружающим воздухом закрытым потоком.

3.По способу выгрузки осадка:

а) с ручной выгрузкой, требующие остановки, разборки и разгрузки сепаратора;

б) с автоматической выгрузкой осадка:

¨ пульсирующая выгрузка – периодическая центробежная выгрузка осадка через окна в барабане (саморазгружающиеся сепараторы);

¨ непрерывная – через сопла, расположенные по периферии барабана (сопловая разгрузка в творожных сепараторах).

4.По типу приводов:

а) с ручным приводом;

б) с электрическим приводом.

Саморазгружающийся сепаратор состоит из основных узлов:

1. Барабан с пакетом тарелок

2. Приёмно-выводное устройство

3. Гидросистема управления поршнем

4. Привод с винтовым мультипликатором

Процесс разделения молока в сепараторе идёт в две стадии:

1.Проникновение частиц через поток эмульсии и оседание их на поверхности тарелок.

2.Движение частиц по тарелке к центру или к периферии барабана.

Схема движения жирового шарика в сливкоотделительном барабане.

Схема движения грязевой частицы в молокоочистителе.

В сепараторе нет понятий «вверх» и «вниз», а есть понятия «к центру» и «к периферии».

Схема саморазгружающегося сепаратора-сливкоотделителя

1 – корпус;

2 – тарелкодержатель;

3 - пакет тарелок;

4 - разделительная тарелка;

5 - верхняя тарелка;

6 - патрубок отвода сливок;

7 - патрубок отвода обезжиренного молока;

8 – барабан;

9 - крышка барабана;

10 - поршень для пульсирующей выгрузки осадка;

11 – пространство под поршнем;

12 - центральная трубка для подачи молока;

13 - вертикальный вал;

14 - гидросистема управления работой поршня;

15 – патрубок отвода осадка (шлама).

Напорные диски нагнетают продукты сепарирования в трубопроводы 6 и 7 под давлением. По конструкции они похожи на колесо центробежного насоса, только закреплены неподвижно на центральной трубке 12, а вращается при этом жидкость, поступающая в напорную камеру из барабана сепаратора. Осадок накапливается на периферии барабана и периодически отводится за счёт кратковременного опускания поршня 10. Управление работой поршня осуществляется посредством гидросистемы подающей или удаляющей воду из полости под поршнем 11. Жирность сливок в герметичных и полугерметичных сепараторах регулируется вентилем на патрубке отвода сливок в пределах 16-37%, а в открытых сепараторах – сливочным винтом.

При выкручивании регулировочного винта отбор сливок осуществляется ближе к центру вращения, где массовая доля жира в сливках выше. При выкручивании винта массовая доля жира сливок снижается.

Все сепараторы сливкоотделители выполняют функцию молокоочистителей, но между ними существуют отличия:

1. Приёмно-выводное устройство сливкоотделителей имеет два патрубка отвода фракций (для сливок и для обезжиренного молока). У молокоочистителей патрубок отвода очищенного молока один.

2. Тарелки сливкоотделителя снабжены шипиками, а молокоочистителя – рёбрами.

3. В тарелках сливкоотделителя имеются отверстия для распределения молока в межтарелочные зазоры, а у молокоочистителей этих отверстий нет или они расположены ближе к периферии.

4. Межтарелочные зазоры у молокоочистителей как правило больше.

5. Объём шламового пространства у молокоочистителей с ручной выгрузкой осадка больше, чем у аналогичных сливкоотделителей.

СЕПАРАТОРЫ КЛАРИФИКСАТОРЫ

Они используются для гомогенизации молока. Конструкция такого сепаратора аналогична сливкоотделителю, только вместо напорного диска для сливок установлена кларификсационная камера и есть канал для возврата сливок в барабан сепаратора.

Схема кларификсационной камеры

1 - центральная трубка

2 - гомогенизирующий диск

3 - разделительная тарелка

4 - верхняя тарелка

5 - кран отбора сливок

6 - трубка для гомогенизированных сливок

7 - напорный диск для гомогенизированного молока

8 - крышка барабана

9 - крышка напорной камеры гомогенизированного молока

10 - малое затяжное кольцо

Сливки, поступая с большой скоростью в кларификсационную камеру, образованную верхней 4 и разделительной 3 тарелками, гомогенизируются, проходя через сопло гомогенизирующего диска 2, и поступают в кольцевой зазор между трубками 6 и 1. При дальнейшем движении вниз сливки смешиваются с поступившим молоком. В сепараторе выделяются только крупные жировые шарики, которые затем поступают в кларификсационую камеру, а молоко с мелкими жировыми шариками удаляется из сепаратора через напорный диск. Часть сливок может быть отобрана через кран 5. Таким образом осуществляется непрерывный отвод гомогенизированного молока и непрерывная циркуляция частиц сливок содержащих относительно крупные жировые шарики.

СЕПАРАТОРЫ ДЛЯ ВЫСОКОЖИРНЫХ СЛИВОК

Они используются для повышения содержания жира в нормальных сливках до величины жирности масла. Такие сепараторы бывают открытого и полугерметичного типов и мало отличаются от сливкоотделителей.

Отличия сепараторов для ВЖС:

1. Отвод ВЖС осуществляется открытым способом.

2. Корпус сепараторов более вытянут по вертикали, т.к. из-за высокой вязкости патрубок их отвода расположен ниже приёмно-выводного устройства.

3. Жирность ВЖС регулируют жирностью пахты, на патрубке отвода которой установлен либо регулирующий винт, либо вентиль.

СЕПАРАТОР ТВОРОГООТДЕЛИТЕЛЬ

Он представляет собой полугерметичный сепаратор с непрерывной разгрузкой. Используется в поточных линиях производства творога раздельным способом. Его барабан по периферии снабжён сменными сопловыми вставками.

Творог, как более тяжёлая фракция, отбрасывается к периферии и, проходя через отверстия в соплах, выбрасывается в чашу станины с приёмником творога. Сменные сопла имеют резьбу, всего их может быть 12 штук (диаметром 0,5; 0,6; 0,7 мм). Количество сопел и диаметр их отверстий зависят от производительности сепаратора и влажности получаемого творога.

Дата добавления: 2014-01-20