Сепараторы

По основным процессам, протекающим в сепараторах, их можно разделить следующим образом:

Сепараторы-сливкоотделители – для разделения молока на сливки и обезжиренное молоко, нормализации молока, получения высокожирных сливок, обезжиривания сыворотки.

Сепараторы-молокоочистители – для очистки молока от механических и белковых загрязнений.

Сепараторы-гомогенизаторы (кларификсаторы) – для очистки и гомогенизации молока.

Саморазгружающиеся сепараторы – для очистки белковых масс (творога) и для бактериофугирования.

Все сепараторы работают на сверхкритических числах оборотов (6…12 тыс. об./мин).

По конструктивным признакам приемно-отводящего устройства сепараторы делят на сепараторы открытого типа; полузакрытого типа; сепараторы закрытого типа.

В сепараторах открытого типа ввод исходного продукта и вывод жидких фракций происходит в виде свободной струи (не герметизированы).

В сепараторах полузакрытого типа ввод продукта осуществляется свободной струёй, а вывод отсепарированных фракций герметизирован.

В сепараторах закрытого типа ввод исходного продукта в сепаратор и вывод отсепарированных фракций происходит под давлением (герметизированы).

По способу вывода твердого осадка сепараторы классифицируют:

• вывод периодический (при полной разборке барабана);

• вывод пульсирующий (выброс в течение долей секунды на ходу без снижения частоты вращения, путем раскрытия барабана);

• вывод непрерывный (через сопла в стенках барабана);

• вывод комбинированный (непрерывный через сопла уменьшенного размера и путем раскрытия барабана).

Устройство сепараторов

1. Сепарирующее устройство (барабан) служит для разделения эмульсий на фракции.

2. Приемно-отводящие устройства для продукта, поступающего в сепарирующее устройство и отсепарированных жидких фракций.

3. Приводной механизм.

Сепарирующие устройства бывают с нижним и верхним вводом продукта. У сепараторов-молокоочистителей зазор между тарелками фиксируется шипиками – 2…4 мм.

У сепараторов-сливкоотделителей зазор между тарелками  0,6…0,8 мм, и они имеют на конусной поверхности отверстия.

Привод сепаратора состоит из вертикального и горизонтального валов, соединенных винтовой или червячной передачей.

На процесс сепарирования оказывают влияние центробежные силы, температура и вязкость жидких молочных продуктов, величина потока проходящей через сепаратор жидкости.

С повышением температуры снижается вязкость молока, и разделение его на фракции происходит эффективнее (температура сепарирования  35…45 ⁰С).

Ниже рассмотрены конструкции современных сепараторов (рис. 41-47).

Рис. 41. Сепаратор-сливкоотделитель:

1 – поплавковая камера; 2 – манометр; 3 – пробный краник;

4, 24 – регулирующий дроссель; 5 – патрубок для вывода обезжиренного молока; 6 – накидная гайка; 7 – малое затяжное кольцо барабана; 8,9 – напорные диски; 10 – питающая труба; 11 – крышка барабана; 12 – затяжное кольцо барабана; 13 – ось отверстий в тарелках; 14 – основание барабана; 15 – тарелкодержатель; 16 – тарелки; 17 – уплотнительное кольцо; 18 – верхняя тарелка; 19 – разделительная тарелка;

20 – крышка сепаратора; 21 – горизонтальная перегородка;

22 – крышка; 23 – устройство для вывода сливок; 25 – ротаметр; 26 – тахометр; 27 – червячное колесо привода; 28 – веретено; 29 – подпятник с подшипником; 30 – горловой подшипник; 31 – стопорный винт

Рис. 42. Сепаратор-сливкоотделитель А1-ОЦР-5

с центробежной периодической выгрузкой осадка:

1 – горизонтальный вал; 2 – тахометр; 3 – приемник осадка; 4 – верхняя горловая опора; 5 – основание; 6 – поршень; 7 – тарелкодержатель;

8 – крышка барабана; 9 – крышка сепаратора; 10 – приемно-отводящее устройство; 11 – линия отвода сливок; 12 – линия отвода обезжиренного молока; 13 – питающая труба; 14 – барабан; 15 – гидроузел; 16 – вертикальный вал; 17 – станина

Рис. 43. Сепаратор Ж5-ОХ2-С для очистки молочной сыворотки:

а – общий вид: 1 – горизонтальный вал; 20 – тахометр; 3 – приемник шлама; 4 – приемно-выводное устройство; 5 – барабан; 6 – крышка; 7– верхняя (горловая) опора вертикального вала; 8 – станина; 9 – вертикальный вал.

б – барабан сепаратора: 1 – станина с приводным механизмом; 2 – гидроузел; 3 – приемник осадка; 4 – основание сепарирующего устройства;

5 – днище; 6 – отверстие для выгрузки осадка; 7 – тарелкодержатель; 8 – крышка сепарирующего устройства; 9 – кожух; 10 – приемно-выводное устройство; 11 – тарелка разделителя; 12 – тарелка осветителя; 13 – тарелка с широкой отбортовкой; 14 – клапан

Сепаратор Г9-ОСП-ЗМ полузакрытого типа с ручной выгрузкой осадка состоит из станины приводного механизма, вер­тикального и горизонтального валов, тахометра, барабана, крышки с приемно-выводным устройством и стопора.

Рис. 44. Сливкоотделитель Г9-ОСП-ЗМ с ручной выгрузкой осадка:

1 – сливное отверстие; 2,3 – винты; 4 – смотровое окно; 5 – уплотнение; 6,8 – крепление кожуха; 7 – кожух; 9 – горизонтальный вал; 10 – вертикальный вал; 11 – стопор; 12 – барабан; 13 – крышка;

14 – приемно-выводное устройство; 15 – тормоз; 16 – станина

Принцип работы сепаратора-молокоочистителя А1-ОЦМ-15 (рис. 45) следующий. Молоко через центральную трубку 6 приемно-выводного устройства 5 поступает в барабан сепаратора 3, где в межтарелочных зазорах происходит его очистка от механических примесей. Очищенное молоко постоянно выводится из барабана напорным диском 7. Давление очищенного молока регулируется клапаном и контрольным манометром 5. Осадок периодически выводится из барабана. В полость барабана подают воду. Поршень воздействием гидростатического давления опускается, и осадок через разгрузочные щели основания вытесняется из барабана. Вода также выводится из барабана через отверстия в поршне 10. Под воздействием воды, находящейся в полости барабана, поршень поднимается и перекрывает разгрузочные щели, и выгрузка осадка прекращается.

Рис. 45. Сепаратор-молокоочиститель А1-ОЦМ – 15:

а – общий вид: 1 – станина; 2 – приемник осадка; 3 – барабан;

4 – крышка сепаратора; 5 – приемно-выводное устройство;

6 – центральная труба; 7 – напорный диск; 8 – тарелкодержатель;

9 – основание; 10 – поршень; 11 – пакет тарелок; 12 – вертикальный вал; 13 – горизонтальный вал;

б – схема подключения гидросистемы: 1 – редукционный клапан;

2 – фильтр; 3(1), 3(2) – электромагнитные клапаны; 4(1), 4(2) – вентили; 5 – манометр

Гидросистему устанавливают на расстоянии 1,5 м от сепаратора и соединяют с ним трубопроводом. Питание гидросистемы осуществляется от водопроводной сети, давление воды не менее 0,2 МПа, температура не выше 35 ⁰С. На выходе установлен фильтр 2, улавливающий механические примеси. Манометр 5 показывает давление в гидросистеме после редукционного клапана 1, регулирующего давление в линии разгрузки барабана. При управлении механизмом разгрузки по команде с пульта управления срабатывает электромагнитный вентиль 3(1), и вода направляется в полость барабана. Через электромагнитный вентиль 3(2) вода подается на охлаждение и смачивание приемника осадка в автоматическом режиме работы сепаратора. В случае выхода из строя системы автоматической выгрузки осадка переходят – на ручное управление: вентиль 4 (1) – разгрузка, а вентиль 4(2) – смачивание приемника осадка.

Рис. 46. Сепаратор-молокоочиститель ОМ-1А:

а – общий вид: 1 – станина; 2 – привод; 3 – стопор; 4 – кожух;

5 – приемно-выводное устройство; 6 – ручка тормоза; 7 – отверстие для залива масла; 8 – кнопка пульсатора; 9 – смотровое стекло;

б – вид в разрезе: 1 – станина; 2 – вертикальный вал (веретено);

3 – чаша; 4 – тормоз; 5 – крыльчатка; 6 – крышка; 7 – напорный диск;

8 – кольцо резиновое; 9 – гайка; 10 – прижим; 11 – стопор; 12 – пробка;

13 – кнопка пульсатора; 14 – смотровое стекло; 15 – отверстие для слива масла

Рис. 47. Сепаратор-молокоочистительА1-ОЦМ-5:

а – общий вид: 1 – станина; 2 – приемник осадка; 3 – барабан;

4 – крышка сепаратора; 5 – питающая (центральная) трубка; 6 – малое затяжное кольцо (гайка); 7 – болт; 8 – приемное выводное устройство;

9 – тарелкодержатель; 10 – пакет тарелок; 11 – крышка барабана;

12 – запорный поршень; 13 – основание; 14 – клапанное устройство;

15 – вертикальный вал (веретено); 16 – тахометр; 17 – маслоуказатель; 18 – пробка;

б – барабан сепаратора: 1 – накидная гайка; 2, 4, 10, 14 – 18 – уплотнения; 3 – горловина; 5 – тарелкодержатель; 6 – тарелки; 7 – корпус;

8 – основание; 9 – кольцо; 11 – приемник; 12 – основание барабана;

13 – выход для осадка;

в – схема подключения гидросистемы: 1 – манометр; 2 – редукционный клапан; 3 – фильтр; 4, 7 – электромагнитные вентили; 5, 6 – вентили

На качество сепарирования влияют следующие конструктивно - механические факторы:

1. Число отверстий для ввода продукта должно быть минимальным (3...4), т.е. достаточным для того, чтобы на периферии тарелок жидкость распространялась по всей их окружности.

2. Расстояние между отверстиями должно обеспечивать беспрепятственный отток сливок.

3. Радиус расположения отверстий , мм определяют по формуле Бремера:

, (14)

где – максимальный радиус тарелки, мм;

– минимальный радиус тарелки, мм;

– объёмное отношение лёгкой фракции (сливок) к тяжёлой (обезжиренному молоку).

4. Каналы для прохождения исходного продукта и фракций сепарирования должны иметь обтекаемые формы.

5. Угол наклона образующей тарелки принимают от 40⁰ (сливкоотделитель) до 60⁰ (молокоочиститель).

6. Кромка тарелок обеспечивает необходимый подпор жидкости, которая у периферии тарелок должна растекаться по всей их окружности.

Форма отлива кромки тарелки не должна способствовать перемешиванию.

7. Высокое качество разделения должно обеспечиваться балансировкой барабана сепаратора. При этом улучшается качество разделения жидкостей, уменьшается износ деталей, уменьшается потребляемая мощность.

9. Грязевое пространство барабана должно вмещать осадок, который появляется во время работы сепаратора.