Сепаратор устройство и принцип действия

СЕПАРАТОРЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ И СХЕМЫ. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ СЕПАРАТОРА

Сепараторыприменя­ются для разделения тон­кодисперсных суспензий и эмульсий: они обеспечи­вают эффективное отделе­ние дрожжей от сброжен­ной бражки, тонкое освет­ление виноматериалов, обезжиривание молока и др.

Тарельчатый дрож­жевой сепаратор с внутренними соплами (рис. 7.9) состоит из барабана и пакета тарелок, заключен­ных в корпус, который смонтирован на общей раме с электродвигателем.

Рис. 7.9. Дрожжевой сепаратор:

а — общий вид; б — схема работы таре­лок; / — корпус; 2 — внутреннее сопло; 3 — привод; 4 — рама; 5 — сменная втулка рабочего вала; 6 — регулиру­емая напорная труба; 7 — клапан системы безразборной мойки; Н — пакет тарелок

В саморазгружающийся сепаратор (рис. 7.10), который предназначен для разделения суспензий, содержащих более 1% твердых частиц, суспензия подается в барабан сверху через центральную впускную трубку и распределяется по перифе­рии с помощью распределительного конуса. Твердые частицы как более тяжелая фаза направляются к стенке барабана. Жидкость выходит из барабана в его верхней части после прохождения через дисковую насадку и встроенный насос с напорным диском. Осадок

выгружается из барабана сепаратора через определенные интер­валы времени без остановки сепаратора. Выгрузка осадка дости­гается за счет того, что внутреннее дно барабана может свободно перемещаться по вертикали. Во время сепарирования дно под дей­ствием гидравлического давления уплотняющей жидкости прижи­мается к верхней части барабана, обеспечивая надежную герметиза­цию. Через определенные интервалы времени автоматически по заданной программе резко снижают давление уплотняющей жидко­сти, что вызывает перемещение дна барабана вниз. При этом от­крывается кольцевая щель, через которую под действием центро­бежной силы выгружаются твердые частицы.

Повышение и понижение гидравлического давления осуществля­ются посредством «импульсов» рабочей жидкости, подаваемой сна­ружи в систему, приводящую в действие барабан. Эти импульсы и последующие выгрузки твердых частиц (известны под названием «выстрелов») регулируются устройством для выгрузки, приводи­мым в действие датчиком времени или самозащелкивающимся устройством, срабатывающим, как только твердые частицы дости­гают определенного уровня в пространстве, где они удерживаются.

Выгрузка твердых частиц может быть частичной, полной или комбинированной.

Сопловые сепараторы с непрерывным уда­лением осадка применяют для разделения суспензий, содер­жащих от 6 до 30 % твердых частиц. Центробежная сила, развивае­мая в таких сепараторах, в 6000. 9000 раз больше силы тяжести. Производительность достигает 150 м 3 /ч.

Сепараторы высокопроизводительны, компактны, герметичны, изготовляются из антикоррозийных материалов, просты в обслужи­вании (сборка, разборка и периодическая промывка сепараторов производятся с помощью специальных устройств и моющих машин), не требуют значительных затрат ручного труда, могут работать по заданной программе. Недостаток аппаратов — высокая стоимость.Разновидностью соплового сепаратора является бактофуга 7.11), которая представляет собой герметичный высокоскоростной сопловой сепаратор, выполненный в виде осветлителя и снабженный рубашкой, для охлаждения, а также циклоном для деаэрации концентрата.

Преимущества бактофуги — высокий фактор разделения (это позволяет разделять суспензии, содержащие очень мелкие частицы).

41. ОДНОКРАТНОЕ ВЫПАРИВАНИЕ проводят в установке, показанной на рис. 15.1. Такие установки применяют в малотоннажных производ­ствах. Однократное выпаривание можно проводить непрерывно или периодически. Образующийся при выпаривании вторичный пар в этих установках не используется, а конденсируется в конденсаторе.

Основные аппараты установки — выпарной аппарат, подогрева­тель, барометрический конденсатор и насосы.

Выпарной аппарат состоит из верхней части — сепаратора и нижней — греющей камеры, которая представляет собой кожухо-трубный теплообменник. В трубном пространстве находится кипящий раствор, а в межтрубное подается греющий пар. В сепараторе с отбойниками капельки отделяются от вторичного пара, которые затем конденсируются. Конденсат вместе с охлаждающей водой уда­ляется через барометрическую трубу в колодец. Концентрирован­ный раствор с заданной концентрацией х_к непрерывно откачивается из нижней части выпарного аппарата в хранилище готового продук­та.

Материальный баланс однократного выпаривания (рис. 15.2) выражается двумя уравнениями:

по всему веществу

и по растворенному твердому веществу

где — массовые расходы соответственно поступающего раствора и упаренного

раствора, кг/ч; W — количество выпариваемой воды, кг/ч; х_и и х_к — соответственно начальная и конечная концентрации раствора, мас. %.

Из сопоставления уравнений (15.3) и (15.4) найдем количество выпаренной воды при изменении концентрации рас­твора от х_н до х_к или конечную концент­рацию раствора, если количество выпа­ренной воды задано технологическим регламентом:

Тепловой баланс однократного выпа­ривания согласно схеме тепловых пото­ков, показанных на рис. 15.2, выразится уравнением

Рис. 15.2. К составлению материального и тепло­вого балансов однократного выпаривания

43. МНОГОКРАТНОЕ ВЫПАРИВАНИЕпроводят в ряде последовательно установленных выпарных аппаратов. Такие установки называют многокорпусными. С целью экономии греющего пара в выпарных установках многократного выпаривания в качестве греющего пара во всех корпусах, кроме первого, используется пар из предыдущего корпуса.

Многократное выпаривание можно осуществить при использова­нии греющего пара высокого давления либо при применении ваку­ума в выпарной установке.

Многокорпусные выпарные установки делятся по взаимному направлению движения греющего пара и выпариваемого раствора на прямоточные, противоточные и комбинированные.

На рис. 15.3 показана схема прямоточной много­корпусной выпарной установки. Исходный раствор в количестве G_H кг/ч с концентрацией х_н мае. % из хранилища насосом подается в теплообменник, где подогревается до температуры кипе­ния (на схеме не показаны), и поступает на выпаривание в первый корпус, в котором концентрируется до заданной концентрации х_к1. При этом из первого аппарата удаляется W_l кг/ч вторичного пара. Далее раствор поступает в последующие корпуса установки, где концентрируется во втором корпусе до концентрации х_к2, в треть­ем — до х_к3 и так до конечной заданной концентрации. Соответ­ственно из корпусов удаляется вторичного пара W₂, W₃ . W_n кг/ч, где п — число корпусов. Из последнего корпуса вторичный пар поступает в барометрический конденсатор.

Преимуществом прямоточной схемы является то, что раствор самотеком перетекает из корпуса с более высоким давлением в кор­пус с меньшим давлением.

Недостатком прямоточных установок является более низкий средний коэффициент теплопередачи, чем в противоточных уста­новках.

В первом корпусе слабый раствор получает теплоту от греющего пара наиболее высоких рабочих параметров, а в последнем корпусе концентрированный раствор выпаривается вторичным паром наи­более низкого давления. С увеличением концентрации раствора и падением давления от корпуса к корпусу уменьшаются коэффици­енты теплопередачи, в результате чего снижается общий коэффи­циент теплопередачи.

Схема противоточной выпарной установки показана на рис. 15.4. Греющий пар из котельной поступает, как и в предыдущем случае, только в первый корпус, а вторичные пары обогревают все последующие корпуса. Выпариваемый раствор вво­дится в последний корпус и перемещается противотоком вторич­ному пару к первому корпусу. Вследствие того что давление от четвертого корпуса к первому постепенно возрастает, для пере­качки раствора устанавливают центробежные насосы.

Противоточные установки используют в основном для выпари­вания растворов, вязкость которых резко возрастает с увеличением концентрации, а также если возможно выпадение твердого веще­ства из раствора в последнем корпусе.

Ряд выпарных установок работает с отбором части вторичного пара для обогрева других технологических аппаратов, отопления цехов, теплиц, бань и т. д. Эта часть вторичного пара называется экстрапаром.

Количество выпаренной воды в многокорпусной выпарной уста­новке (МВУ) при заданных начальной х_и и конечной х_к концентра­циях находят по уравнению (15.5), конечную концентрацию на выходе из каждого корпуса — по уравнению

где — количество воды, выпаренное в данном и предыдущих корпусах; п — число корпусов.

Очевидно, что общее количество выпаренной воды

45. ВЫПАРИВАНИЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕПЛОВОГО НАСОСАосновано на использовании вторичного пара в качестве греющего в том же выпарном аппарате. Для этого температура вторичного пара должна быть повышена до температуры греющего пара. Повыше­ние температуры вторичного пара достигается сжатием его в ком­прессоре или паровом инжекторе. В качестве компрессора обычно используется турбокомпрессор (рис. 15.6). Вторичный пар давле­нием р_вт и энтальпией i, выходящий из выпарного аппарата, засасы­вается в турбокомпрессор, в котором сжимается до давления p_v Энтальпия при этом возрастает до i_сж. Таким образом, за счет сжа­тия пар приобретает теплоту Δi=i_сж—i. Сжатый пар поступает из турбокомпрессора в греющую камеру выпарного аппарата.

Тепловой баланс процесса

Из сравнения уравнений (15.9) и (15.37) видно, что при выпарива­нии с использованием теплового насоса расход греющего пара сни­жается за счет повышения энтальпии вторичного пара на величину

i_сж:

Однако, наряду с экономией греющего пара необходимы затраты электроэнергии на приведение в действие турбокомпрессора. Мощность

Установка удорожается также на стоимость турбокомпрессора.

В установках с паровым инжектором (рис. 15.7) греющий пар из котельной поступает в паровой инжектор. Паровой инжектор пред­ставляет собой несложное устройство типа сопла Вентури, при изго­товлении которого не требуется значительных затрат металла. В результате создания вакуума в инжектор засасывается из выпарного аппарата вторичный пар давлением р_вт и энтальпией i. Каждая мас­совая единица греющего пара засасывает m массовых единиц вто­ричного пара. В результате получают греющий пар в количестве D(l+m) с давлением меньшим, чем давление греющего пара, но большим, чем вторичного пара. Часть пара, равная W—mD, сбра­сывается с установки на побочные нужды.

Тепловой баланс процесса описывается равенствами

Выпарные установки с инжектором применяют для выпаривания растворов с низкой температурной депрессией и высоким давлением вторичного пара. С уменьшением давления вторичного пара увели­чивается адиабатический перепад теплоты при сжатии и соответ­ственно уменьшается коэффициент инжекции. При этом расход гре­ющего пара увеличивается и использование выпарных установок с паровым инжектором становится нерациональным.

188.64.174.65 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Принцип работы сепаратора

Сепаратор, или тарельчатая центрифуга, представляет собой центрифугу вертикальной компоновки. Он используется для разделения и осветления жидкостей. Принцип тарельчатого сепаратора позволяет разделить твердые и жидкие фазы или смешанные жидкие фазы под воздействием центробежной силы. По сравнению с декантерной центрифугой сепаратор существенно отличается по своей технической конструкции и вариантам применения.

Как работает сепаратор?

В основу функционирования тарельчатого сепаратора положен принцип осаждения. В смесях с твердой и жидкой фазами тяжелые твердые вещества накапливаются на дне емкости. Они опускаются под воздействием силы тяжести. (1) В непрерывно работающей системе для разделения твердой и жидкой фаз не все частицы твердого вещества успевают осесть на дно. Они снова покидают систему вместе с жидкой фазой. Разделение выполнено не полностью. Для предотвращения этого используется конструкция в виде ламелей или дисков. (2) Сам процесс сепарации происходит в пространстве между дисками. Чем больше количество пластин или дисков, тем больше площадь осветления. Конусообразная форма пластин или дисков предотвращает их закупорку, в следствие чего частицы твердого вещества просто соскальзывают с них. (3)

Принцип сепаратора позволяет отделять жидкости различной плотности, например, капельки масла в воде или капельки воды в масле.

Разделение, основанное на принципе силы тяжести (1 G), выполняется медленно и не эффективно для многих вариантов промышленного применения. Тарельчатые сепараторы значительно ускоряют процесс разделения. Смесь из твердой и жидкой фаз они разделяют с помощью центробежной силы. «Эквивалентная площадь осветления», которая является измерением эффективности сепаратора, определяется на основании геометрической поверхности (площадь осветления) и центробежного ускорения.

Благодаря высоким силам инерции сепаратор достигает высокой эффективности разделения. По сравнению с декантером, сепаратор работает на более высоких скоростях и отделяет из жидкости более мелкие твердые вещества (частицы до 5 мкм).

Конструкция тарельчатого сепаратора

Разделяемая смесь поступает через стационарную впускную трубу (1) (подача) в распределитель вращающегося барабана (2) (емкость, в которой находится смесь). Там она ускоряется до окружной скорости барабана сепаратора. Важно, чтобы при распределении смеси не возникали ненужные срезывающие усилия, разрушающие мелкие частицы или создающие эмульсии. На внешней стороне основания распределителя предусмотрены прорези или отверстия, через которые отделяемый продукт поступает в пространство с дисками. Разделение выполняется во внутреннем пространства между дисками сепаратора (3). Твердое вещество под действием центробежной силы стремится наружу и накапливается в так называемой камере твердого вещества (4). Жидкие фазы проходят через пространство между дисками и также под действием центробежной силы стремятся в противоположную сторону к оси барабана, а далее вытекают через диск разделения фаз (грейфер) или водослив(5). Используемая конструкция зависит от области применения.

Собранное твердое вещество выходит по отдельной выпускной линии (выгрузка твердой фазы). При этом имеются тарельчатые сепараторы с самоочищающимся барабаном (сепараторы непрерывного действия) и ручные сепараторы. В сепараторах с самоочищающимся барабаном последний имеет механизм открывания, через который с равным временным интервалом выполняется выгрузка отделенных твердых веществ (6). В этом случае барабан состоит из нижней части барабана, в котором расположен гидравлический механизм опорожнения, а также крышки барабана.

Гидравлический разгрузочный механизм открывает барабан сепаратора в самой выступающей части корпуса центрифуги, где собираются твердые вещества. После выхода твердой фазы барабан сепаратора снова закрывается. Это происходит за несколько десятых долей секунды.

Сепаратор, как правило, приводится в движение с помощью поликлинового или плоскоременного привода. Это зависит от конструктивного размера сепаратора. Управление приводным двигателем осуществляется с помощью преобразователя частоты.

Области применения технологии сепарации

Сепараторы предназначены для решения задач разделения, при которых необходима высокая точность разделения или при которых требуется отделение тончайших частиц. Они используются также для разделения твердой и жидкой фаз с небольшой разницей в плотности. Тарельчатые сепараторы обладают очень многообразными вариантами применения и используются в различных отраслях промышленности, в том числе:

• в пищевой промышленности и производстве напитков
• в масложировой промышленности
• в химической, фармацевтической промышленности и биотехнологии
• в нефтяной промышленности и энергетике
• в сфере защиты окружающей среды

Сепараторы используются главным образом для трех различных методов разделения:

• в качестве кларификатора/осветлителя для осветления жидкостей. Осветление — это выделение тонкоизмельченных частиц твердого вещества из жидкости. Сепаратор используется для смесей с низким содержанием твердого вещества. Если очищаемая смесь содержит большое количество твердого вещества, то правильным выбором является декантер. Типичным примером применения сепаратора является осветление фруктового сока путем удаления веществ, обуславливающих помутнение.
• В качестве очистителя / разделительного сепаратора для разделения жидкостей. Разделение — это отделение жидкости с более низкой плотностью от жидкости с более высокой плотностью. Примером использования сепаратора является отделение капель воды от минерального масла. При этом можно отделять твердые вещества.
• Для сгущения жидкостей. Концентрирование — это выделение (концентрация) легкой жидкой фазы из тяжелой жидкой фазы. Примером является извлечение эфирного масла из воды с использованием сепаратора. Одновременно возможно отделение твердых веществ.

Молочный сепаратор: устройство, принцип работы, применение

Цельное молоко, которое еще не проходило какой-либо обработки, содержит в себе множество компонентов, среди которых одно из важнейших значений имеет жир. И этот жир можно выделить из молока с минимальными затратами. Например, банку с молоком можно просто поставить в холодильник, и уже через один-два дня в ее верхней части образуется белый слой нежных сливок, которые являются ничем иным, как жиром. Однако выделение сливок из молока можно провести гораздо быстрее и проще, для этого нужно использовать центробежный сепаратор для молока.

Первый центробежный сепаратор появился в далеком 1878 году, это устройство оказалось очень удобным и эффективным, поэтому в короткие сроки получило самое широкое распространение. В наше время молочные сепараторы центробежного типа активно применяются и в пищевой промышленности, и в домашнем хозяйстве. Важную роль в этом сыграли несложное устройство, разумная стоимость и крайне простая эксплуатация сепараторов, особенно бытовых. Поэтому сегодня практически каждый фермер, содержащий даже одну корову, может без проблем получать из молока сливки, производить масло и многие другие продукты.

Типы сепараторов и продукты сепарации

На сегодняшний день существует несколько типов сепараторов, которые отличаются по назначению, области применения, конструкции и характеристикам.

Все сепараторы можно разделить на две большие категории по области применения:

Промышленные сепараторы, как нетрудно понять, используются в пищевой промышленности, они позволяют производить различную переработку молока в больших объемах (десятки тонн в сутки), это сложные аппараты, занимающие целые цеха. Бытовые сепараторы находят самое широкое применение среди частных фермеров, это простые по конструкции и эксплуатации аппараты, которые позволяют без лишних затрат времени и сил перерабатывать относительно небольшие объемы молока.

По своему назначению и области применения сепараторы делятся на довольно большое количество типов:

• Сливкоотделители – для разделения цельного молока на сливки и обрат (или, что то же самое, обезжиренное молоко);

• Нормализаторы – для производства молока с необходимой жирностью;

• Очистители – для удаления из молока пыли, посторонних примесей и различных загрязнений без разделения молока на составляющие его продукты;

• Универсальные – сепараторы, обеспечивающие отделение сливок, удаление загрязнений и выполнение других операций;

• Творожные сепараторы – для разделения творожного сгустка на творог и сыворотку;

• Кларификаторы – для осветления и гомогенизации молока;

• Сепараторы для осветления сыворотки;

• Сепараторы для обезжиривания сыворотки.

В пищевой и молочной промышленности находят применение все эти и некоторые другие (специализированные) типы сепараторов, в быту же используются только обычные сепараторы для получения сливок и сепараторы с функцией удаления из молока всех посторонних примесей (то есть, универсальные). Хотя де-факто, все бытовые сепараторы сегодня являются универсальными, так как они дают возможность получать сливки различной жирности и одновременно очищают молоко.

По конструкции сепараторы делятся на три типа:

• Открытые сепараторы – в этих аппаратах молоко на входе и полученные продукты на выходе контактируют с воздухом. Такие сепараторы наиболее просты по конструкции, они могут быть автономными и переносными, однако в них есть один недостаток – из-за контакта с воздухом молоко вспенивается, что ухудшает работу сепаратора;

• Полузакрытые сепараторы – в аппаратах этого типа молоко подается открытым способом (контактирует с воздухом), а получаемые продукты сепарации по герметичным трубопроводам поступают в закрытые емкости. Преимуществом сепараторов такого типа является чистота продуктов сепарации;

• Закрытые сепараторы – наиболее сложные сепараторы, в которых подача цельного молока и отвод продуктов сепарации осуществляется без доступа внешнего воздуха по герметичным трубопроводам. Такие сепараторы не являются самостоятельным оборудованием, а обязательно входят в состав линий по переработке молока и производству молочных продуктов.

Все бытовые сепараторы имеют открытую конструкцию, а полузакрытые и закрытые сепараторы применяются только на молокозаводах и иных предприятиях пищевой промышленности.

Если говорить о бытовых сепараторах, то они делятся на две категории по типу привода;

• С ручным приводом;

• С электрическим приводом.

Наиболее современные, удобные и производительные сепараторы, оборудованные электрическим приводом. Однако даже в наше время не теряют актуальности сепараторы с ручным приводом, так как они обладают большей автономностью, совершенно не зависят от наличия или стабильности электроснабжения, а главное – имеют очень доступную стоимость. Хотя ручные сепараторы требуют определенных затрат сил и утомляют оператора, но иногда это единственная возможность переработать молоко.

В дальнейшем мы будем говорить только о бытовых сепараторах, которые представляют наибольший интерес для фермеров.

Устройство и принцип действия типичного бытового сепаратора

В основу работы сепаратора положен процесс разделения (или сепарации, отчего, собственно, аппарат и получил свое название) молока с помощью центробежных сил. Сепарация молока возможна благодаря тому, что этот продукт является не гомогенной жидкостью, а дисперсной смесью ряда компонентов, имеющих тонкодисперсное состояние. Проще говоря, вещества, составляющие молоко, собираются в микроскопические шарики, которые более или менее свободно плавают в растворе.

В первую очередь, дисперсное состояние имеет входящий в состав молока жир (который составляет основу сливок), поэтому шарики жира наиболее просто отделить от молока. Это возможно благодаря тому, что жир и обрат имеют различную плотность – благодаря этому, в частности, происходит накопление сливок в верхней части банки с молоком, так как шарики жира легче молока и с течением времени просто-напросто всплывают.

Однако процесс разделения молока на сливки и обрат будет идти быстрее, если молоко вращать с большой частотой в специальной емкости. Под воздействием центробежных сил обрат, имеющий высокую плотность, будет концентрироваться у стенок вращающегося сосуда, а более легкие шарики жира будут стремиться к оси вращающегося сосуда. Спустя какое-то время молоко в этой емкости разделится на два заметных слоя разной толщины, более широкий слой белесоватой жидкости – это обрат (обезжиренное молоко), тонкий слой белой густой массы – сливки.

Собственно, в этом и заключается принцип работы молочного сепаратора, однако в нем разделение молока на сливки и обрат осуществляется не простой емкостью, а с помощью вращающегося с высокой скоростью (от 10 до 13 и более тысяч оборотов в минуту) барабана. Также в сепараторе реализован отвод сливок и обрата, исключающий смешивание этих продуктов.

Как устроен барабан? Не слишком сложно. Основу барабана составляет пакет конусообразных разделительных тарелок, имеющих перфорацию и расположенные по окружности шипы небольшой длины. Тарелки укладываются друг на друга, образуя пакет, шипы не дают им слипнуться и образуют межтарелочное пространство, в котором как раз и происходит разделение молока. Перфорация в тарелках выполнена таким образом, что при сборе их в пакет образуется шесть вертикальных каналов. Пакет разделительных тарелок надевается на стакан, который установлен на основании, и сверху вся эта конструкция через уплотнительные прокладки закрывается крышкой.

В верхней тарелке (которая называется распределительной) и в крышке предусмотрены отверстия для отвода сливок и обрата, в верхней тарелке также встроен винт регулировки жирности сливок. Здесь же находится грязевая полость сферической формы, в которой накапливаются посторонние примеси, присутствующие в молоке, казеин и т.д.

Барабан располагается в верхней части корпуса (станины) сепаратора, он устанавливается на шпиндель редуктора, с помощью которого приводится во вращение с необходимой скоростью. На барабан надевается несложная конструкция, в которой объединены приемники сливок и обрата – в них из барабана поступают продукты сепарации. Из приемников выходят отводные рожки, через которые продукты сепарации стекают в подставленные емкости.

Сепаратор закрывается крышкой, в верхней части которой находится поплавковая камера, которая обеспечивает дозированную подачу молока в барабан. На крышку устанавливатеся молочная чаша большой емкости – в нее наливается молоко, которое через отверстие в нижней части поступает поплавковую камеру и в барабан.

В нижней части корпуса сепаратора находится электродвигатель с муфтой и редуктором или ручной привод шестереночного типа. В случае электрического сепаратора на его корпус выведена кнопка включения, а иногда и другие органы управления. В ручных сепараторах на боковой части корпуса предусмотрена съемная ручка.

Бытовой сепаратор имеет разборную конструкцию, что необходимо для очистки и промывки всех деталей после сепарации молока.

Принцип работы бытового сепаратора

Работает сепаратор просто. Молоко из чаши через поплавковую камеру поступает в верхнюю часть барабана, где через полость в стакане стекает вниз, под пакет тарелок. Под воздействием центробежных сил молоко поступает в вертикальные каналы пакета тарелок и распределяется в межтарельчатом пространстве. Здесь оно разделяется на две фракции – сливки, которые движутся в сторону оси барабана, и обрата, который собирается на периферии барабана. Потоки сливок и обрата поднимаются в верхнюю часть барабана, и через отводные отверстия в верхней тарелке поступают в приемники сливок и обрата, а через них – в отводные рожки и в подставленные емкости.

Изменение жирности сливок достигается поворотом винта в верхней тарелке. При установке винта в то или иное положение производится плавное или ступенчатое изменение соотношения количество сливок и обрата. В современных бытовых сепараторах это соотношение может изменяться от 1:4 до 1:10, иногда встречаются аппараты с максимальным отношением 1:12. Жирность сливок растет с увеличением отношения количества сливок и обрата, однако на максимальную жирность продуктов сепарации в конечном итоге влияет жирность используемого молока.

Принцип, заложенный в регулировки жирности, очень прост. По оси винта проходит отверстие, через которое осуществляется отбор сливок из барабана и подача их в приемник сливок. При ввинчивании винта сливки отбираются из наиболее близкого к оси вращения барабана слоя, где они имеют максимальную жирность – в этом случае выход сливок уменьшается, но их жирность растет. При вывинчивании винта отбор сливок производится из слоев, более удаленных от оси барабана, а значит, и менее жирных. В этом случае выход сливок растет, но их жирность падает.

Такой принцип работы заложен во всех сепараторах-сливкоотделителях, сепараторы иных типов могут несколько отличаться устройством и работой, однако здесь мы о них говорить не будем.

Приемы работы с сепаратором

Главный принцип, которым следует руководствоваться при использовании сепаратора, очень прост – нужно следовать тем рекомендациям, которые даны производителем аппарата в инструкции по эксплуатации. Однако есть несколько общих приемов работы с сепаратором, которые подходят для аппаратов всех типов.

Перед работой сепаратор нужно собрать – собрать барабан, установить его на шпиндель, поставить приемники сливок и обрата, закрыть крышкой и установить молочную чашу. Затем нужно налить молоко, включить сепаратор, отрегулировать поток сливок и обрата, и произвести сепарацию. При нормальной работе сепаратор должен издавать ровный звук, в нем не должны возникать вибрации, удары и т.д.

Важно отметить, что в электрический сепаратор нельзя наливать молоко сразу после включения – обычно требуется от 4 до 10 минут на «разгон» барабана. Связано это с наличием муфты, которая предотвращает поломку редуктора и мотора при резком включении. Электродвигатель сразу после включения начинает вращаться со значительной скоростью, но благодаря муфте редуктор и барабан сначала вращаются довольно медленно, и только через несколько минут выходят на рабочий режим.

Чтобы достичь лучших результатов сепарации, нужно использовать или парное молоко, только что полученное от коровы, или молоко, подогретое до температуры 35 — 45°C.

После переработки молока сепаратор разбирается, все его детали тщательно промываются, и обязательно очищается грязевая полость верхней тарелки. Затем все детали просушиваются и кладутся на хранение.

В целом, молочный сепаратор – простое, надежное и эффективное устройство, которое помогает на дому организовать переработку молока и получать различные молочные продукты без значительных затрат времени, сил и средств.

Принцип работы промышленного сепаратора с устройством нормализации молока

На сегодня все промышленные сепараторы нормализуют молоко в потоке. При выборе сепаратора его можно заказать как без устройства нормализации, так и с ним. Устройство нормализации устанавливается на приемно-выводное устройство сепаратора и его назначение состоит в подмешивании части сливок, высвобождаемым при сепарировании молока к обезжиренному молоку (обрату). Весь процесс происходит непосредственно при работе сепаратора и на его выходе получают нормализованное молоко заданной жирности (как правило 2,5 или 3,2%) и сливки. При этом есть возможность регулирования не только жирности нормализованного молока, но и жирности высвобождаемых сливок, так же, как и при работе обычного сепаратора-сливкоотделителя.

[stextbox id=’info’]Достоинство сепаратора устройством нормализации – отсутствует необходимость в установке дополнительных емкостей для сбора обрата и нормализации молока, а также возможность уменьшения емкости для сбора сливок, что в итоге влияет на общую сумму технологической линии.[/stextbox]

При необходимости, устройство нормализации можно либо отключить, либо снять вовсе и работать как на обычном сепараторе-сливкоотделителе.

Молоко поступает в сепаратор по трубе питающей (трубопровод I). В барабане сепаратора происходит разделение молока на сливки и обрат (обезжиренное молоко). Обезжиренное молоко выходит из сепаратора по трубопроводу II, сливки выходят из сепаратора по трубопроводу III.

Регулировка сливок по жирности и количеству производится при помощи винта регулятора В. Регулировка жирности и количеству обезжиренного молока производится при помощи винта регулятора А. С помощью данных винтов-регуляторов на выходе сливок и обезжиренного молока, показаний расходомера С и манометра Д регулирование производится до такого положения, чтобы жирность получаемых сливок удовлетворяла требованиям производства. Об этом подробно указано в руководстве по эксплуатации на сепаратор-сливкоотделитель конкретного производителя.

Для нормализации молока к приемно-отводному устройству подсоединяется нормализатор (рис. 2).

Режимы работы сепаратора-нормализатора

Если на сепараторе установлен нормализатор, то сепаратор может работать в трех режимах:

Режим сливкоотделения (разделения)

Работа в данном режиме аналогична описанному на рис. 1. Молоко поступает в сепаратор по трубе питающей (трубопровод I). В барабане происходит разделение молока на сливки и обезжиренное молоко. Обезжиренное молоко выходит из сепаратора по трубопроводу II, сливки выходят из сепаратора по трубопроводу III. Чтобы не происходило смешивание сливок и обрата через трубопровод IV дисковый затвор V закрыт.

Чтобы сливки выходили через трубопровод III, дисковый затвор VI открыт. Регулировка жирности и количества сливок и обезжиренного молока производится при помощи винтов В и А.

Режим очистки

Молоко поступает в сепаратор по трубе питающей (трубопровод I). В барабане происходит разделение молока на сливки и обезжиренное молоко. Обезжиренное молоко выходит из сепаратора по трубопроводу II, сливки выходят из сепаратора по трубопроводу III. По трубопроводу IV сливки соединяются с обезжиренным молоком в трубопроводе II, и через трубопровод II выходит очищенное молоко. Дисковый затвор V находится в открытом положении. Чтобы сливки не выходили через трубопровод VII, дисковый затвор VI закрыт.

Режим нормализации

Молоко поступает в сепаратор через трубу питающую (трубопровод I). В барабане происходит разделение молока на сливки и обезжиренное молоко. Обезжиренное молоко выходит из сепаратора по трубопроводу II, сливки выходят из сепаратора по трубопроводу III. Регулировку жирности производят при помощи винтов регуляторов на выходе сливок и обезжиренного молока В и А. Затем часть сливок отводят по трубопроводу IV в трубопровод обезжиренного молока II. Получается нормализованное молоко. Нормализованное молоко выходит из сепаратора через выход нормализованного молока. Дисковый затвор V находится в открытом состоянии. Часть сливок отводится через трубопровод VII из сепаратора. Дисковый затвор VI открыт. Количество отводимых сливок регулируется при помощи винта регулятора К.

[stextbox id=’black’]Например. Исходное молоко имеет жирность 3,5%. Нам необходимо получить нормализованное молоко жирностью 1,2%. При помощи винта регулятора А настраиваем, чтобы жирность обезжиренного молока, выходящего по трубопроводу II, была ниже 1,0%, например, 0,5%. Определяя жирность сливок, отводимых по трубопроводу III, соответственно добавляют расчетную часть сливок по трубопроводу IV в трубопровод II. Количество сливок, направляемых по трубопроводу IV регулируется при помощи винта регулятора К. Нормализованное молоко выводится по трубопроводу II. Оставшаяся часть сливок выходит по трубопроводу VII.[/stextbox]

Сепаратор. Виды и работа. Как выбрать и применение. Особенности

Любой сельский житель, имеющий в своем приусадебном хозяйстве корову, знает, что такое сепаратор. Ведь это устройство незаменимо для получения сливок, масла и сметаны. А из обезжиренного молока можно приготовить творог и сыр. С помощью этого аппарата даже одна корова с высокой продуктивностью может накормить всю семью разнообразными молочными продуктами.

Для молочных производств тоже используют такие агрегаты, правда, отличаются они своими габаритами и производительностью. А принцип работы оборудования, и промышленного, и бытового, совершенно одинаков.

Основы переработки молока

Свежее молоко — не такая уж однородная жидкость, как кажется на первый взгляд. Правильнее будет сказать, что это взвесь, в которой более легкие жировые частицы (сливки) перемешаны с более тяжелыми молекулами остальных веществ, входящих в состав молока. Если дать молоку отстояться, то сливки отделятся от общей массы и поднимутся наверх. На этом и основана молочная переработка.

Сливкоотделители созданы специально для того, чтобы ускорить процесс разделения молока на фракции. При этом можно получить сливки любой жирности, поскольку аппараты позволяют установить процентное соотношение от 1:4 до 1:12. Оно показывает, какое количество молока перерабатывается для получения 1 литра сливок. Так, при соотношении 1:4 получаются жидкие сливки с низким содержанием жира, пригодные для питья. А при соотношении 1:12 получаются сливки с низким содержанием жидкости и большим количеством масла.

Перед сепарацией молоко рекомендуется нагревать до 38-50°C. Это позволяет снизить его вязкость.

Принцип работы сепаратора

Название прибора происходит от латинского separator, что означает «разделитель». Его функция заключается в том, чтобы при помощи центробежной силы отделить друг от друга фракции молока, различающиеся своей плотностью. Первый центробежный ручной аппарат был изобретен в 1878 году шведским ученым Густавом де Лавалем. Современные виды изменили размеры, стали электрическими, но принцип работы не поменялся.

Сливкоотделитель состоит из приемной чаши и рабочего узла. В рабочем узле находится барабан: разделительные тарелки, надетые на стакан в определенном порядке и накрытые сверху крышкой. Прибор оснащен также двумя патрубками: один для выведения сливок, а другой — для обезжиренного молока.

Разделение молока на фракции происходит следующим образом:

• Молоко непрерывно подается из загрузочной чаши в барабан, который вращается на высокой скорости.
• Через специальные отверстия молоко попадает в комплект разделительных тарелок.
• Вращение барабана создает центробежную силу. Под ее действием молоко устремляется по желобкам тарелок. Более тяжелая жидкая часть отбрасывается на периферию, а легкий жир собирается ближе к центру.
• Потоки сливок и обезжиренного молока двигаются параллельно по барабану вверх и выводятся в специально отведенные резервуары через патрубки.

Если тарелки прибора недостаточно чистые или расположены в неправильном порядке, аппарат не будет работать, а молоко потечет из всех щелей.

Правильная последовательность сборки и выполняемых операций отражена в инструкции по эксплуатации каждой конкретной модели.

Виды сепараторов

Современный сепаратор бывает двух видов: бытовой и промышленный.

Бытовые

Предназначаются для сепарации маленьких объемов свежего молока. На выходе получаются сливки и обезжиренная суспензия. Также можно приготовить и масло.

В зависимости от привода бывают механическими и электрическими.

В механических устройствах барабан приводится в движение вручную. Их производительность невысока, а приемная чаша вмещает 5 литров. К ручным относится, например, модель Р3 ОПС.

Электрические приводятся в действие электромотором. Они обладают большей скоростью вращения, чем механические, и соответственно, большей эффективностью. В них предусмотрен также механизм регулировки частоты вращения барабана. К таким моделям относится, например, сепаратор «Фермер».

Промышленные

Способны перерабатывать большие объемы и функционируют только от электричества. Они могут иметь открытую конструкцию, не препятствующие контакту продукции с воздухом. Более дорогостоящие герметичны как на входе, так и на выходе продукции.

Среди промышленных аппаратов есть такие, которые предусматривают возможность понижать жирность молока и отделять от сыворотки готовый творог.

Примером промышленного сепарационного оборудования является KMA Artern Nagema. Его мощность позволяет перерабатывать 25000 литров в час.

Как выбрать сепаратор

При покупке устройства следует учитывать объемы, которые предстоит перерабатывать, частоту проведения сепарации, а также технические параметры аппарата и его функциональность.

Объем переработки

Бытовые приборы стартуют, как правило, с 5 л входящего продукта. Наиболее распространенные устройства вмещают до 12 л. Но возможны объемы переработки даже более 30 литров молока. В некоторых моделях предусмотрен даже специальный винт для регулировки объемов.

Материал изготовления

Аппараты для сепарации производят из пластика или металла. Пластиковые более дешевые, зато металлические — выносливые и долговечные.

В металлических конструкциях приемная чаша и другие детали сделаны из алюминия или стали. Этот материал легко отмыть от жира, и на нем не собираются микробы. Для промывки можно использовать абразив.

Функции

В зависимости от выполняемых функций все аппараты делятся на:

• Сливкоотделители — позволяют получать сливки и обезжиренное молоко.
• Нормализаторы — регулируют жирность молока.
• Молокоочистители — удаляют из молока посторонние примеси.
• Приборы для обезвоживания творога.
• Устройства для изготовления сливок высокой жирности.

Выбор следует осуществлять в зависимости от того, что вам необходимо получить на выходе после ее применения.

Тип привода

Разумеется, пользоваться электрическим сепаратором намного проще и удобнее. Но для отдаленных сельских местностей, где возможны перебои с электричеством, лучше остановить выбор на аппарате с ручным приводом.

Сравнительные характеристики некоторых сепараторов

В приведенной ниже таблице представлены характеристики наиболее популярных моделей бытового сепарационного оборудования.