Лабораторна робота № 7 Вивчення основних експлуатаційних характеристик молочних сепараторів

Мета роботи: Ознайомитись і вивчити основні характеристики сепараторів, визначити головні параметри, які впливають на його роботу. Вивчити правила безпечної експлуатації сепаратора.

Хід роботи

1. Вивчити призначення, будову та принцип роботи сепараторів для розділення неоднорідних систем. Показати схему та позначення, визначити експлуатаційні характеристики, заходи з обслуговуванні сепаратора.

2. Визначити кінематичні та геометричні параметри сепаратора.

3. Провести розрахунок молочного сепаратора.

Загальні відомості

Для розділення рідких сумішей (емульсій) за їх густиною (гідравлічний спосіб) в харчовій промисловості широко використовуються рідинні сепаратори, які за технологічним призначенням поділяються на: сепаратори-розділювачі, що використовуються для суміші рідин, які нерозчинні одна в одній, і для концентрації суспензій та емульсій; сепаратори-освітлювачі, використовуються для виділення твердих частинок з рідини; комбіновані сепаратори, які використовуються для виконання двох або більше операцій переробки рідких сумішей.

За типом ротора розрізняють сепаратори тарілчаті і камерні.

За способом вивантаження твердої фази з ротора розрізняють сепаратори з ручним і відцентровим вивантаженням.

Сепаратори молочної промисловості відносяться до основного обладнання, яке використовують при переробці молока. Їх використовують для очистки молока від домішок, сепарації молока і отримання вершків, нормалізації і гомогенізації молока, виділення білка і жиру з сироватки при виробництві молочного цукру, виділення білка при виробництві сиру та для інших операцій, які пов'язані з розділенням дисперсних середовищ.

Сепаратори можна класифікувати за виробничим призначенням, за конструктивними особливостями приймально-відвідних пристроїв, за виділенням осаду з барабана.

Сепаратори, які використовують в молочній промисловості, поділяються за виробничим призначенням на:

- вершковідділювачі (концентратори);

- очисники (кларифіксатори);

- нормалізатори (стандартизатори);

- гомогенізатори (кларифіксатори);

- бартофуги - для очистки молока від бактерій;

- сепаратори - для виділення білкового згустку.

В молочній промисловості значне розповсюдження набули вершковідділювачі і очисники.

За конструктивними особливостями приймально-відвідних пристроїв розрізняють відкриті, напівзакриті (напівгерметичні) і закриті (герметичні) сепаратори.

За методом видалення осаду з барабана сепаратори поділяються на сепаратори з ручним і відцентровим вивантаженням осаду. Сепаратори з відцентровим вивантаженням осаду називаються саморозвантажуючими. В свою чергу, саморозвантажуючі сепаратори бувають з безперервним і з пульсуючим вивантаженням осаду. До саморозвантажуючих сепараторів з безперервним вивантаженням осаду відносяться, бактофуги і сепаратори для видалення білкового згустку, а з пульсуючим вивантаженням осаду - вершковідділювачі і молокоочисники.

В молочній промисловості для очистки молока, його сепарації, освітлення і знежирення сироватки використовують саморозвантажуючі сепаратори з відцентрово-безперервним (соплові) і з відцентрово-пульсуючим вивантаженням осаду. В сепараторах з пульсуючим вивантаженням використовують барабани з вивантаженням осаду: одностадійним - для очистки молока і розділення його на вершки та знежирене молоко; двостадійним - для освітлення сироватки.

Принципові схеми барабанів, які використовують у сепараторах для розділення молочних продуктів, зображено на рис. 1.

Безтарілчасті сепаратори (центрифуги) застосовують для зне­воднення сирного зерна при виробництві сиру та казеїну.

Рис.1.Схеми барабанів:

А – безтарілчастого сепарата ( центрифуги)

Б – сепаратора – вершко–відділювача

1- корпус, 2- кришка, 3 – тарілка, 4 – тарілка розподільна, 5- тарілко – тримач, 6- порожнистий вал, 7- регулювальний гвинт, 8 – виступ

Продукт, який подається в безтарілчастий барабан (рис. 3.3, а), починає обертатися разом із барабаном. Відцентрові сили діють на кожну часточку продукту і створюють тиск, який збільшується в радіальному напрямку. Цей тиск у тисячі разів більший від гід­ростатичного тиску і гравітаційних сил. Тому вільна поверхня продукту, що сепарується, є циліндричною. Важка фракція (осад) концентрується на внутрішній стінці барабана, легка — біля ві­льної поверхні продукту. Ширина кришки 2 визначає максималь­ну товщину шару продукту, що може оброблятися в центрифузі. Оскільки вплив сили тяжіння в барабані незначний, його можна обертати навколо довільно розміщеної осі в просторі. Це спрощує конструкцію машини, пристроїв для вивантаження фільтрату і осаду із барабана.

Конструктивна схема тарілчастого барабана дещо складніша (рис. 3.3, б). Молоко подають у порожнистий вал 6, на тарілкотра-мачі 5 якого розміщено пакет конічних тарілок 3 з отворами на робочих поверхнях. З порожнистого вала молоко потрапляє в канали,що утворюються завдяки отворам у пакеті тарілок, і розділяється у міжтарілковому просторі на легку фракцію (вершки) та знежирене молоко. Вершки витискаються важчою фракцією до осі обертання і по щілинах, що є у з'єднаннях тарілок з тарілкотримачем, рухаються вгору до вихідного отвору для вершків з регулювальним гвинтом. Знежирене молоко створюваним відцентровими силами тиском витискується до периферії барабана і звідти рухається в просторі 5 між кришкою 2 і пакетом тарілок до вихідного отвору. Часточки бруду які зазвичай мають густину більшу, ніж густина знежиреного молока, осідають на стінках кожуха. Барабан очисного сепаратора відрізняється конструкцією тарілок, які зроблені без отворів на бічній поверхні. Молоко підводиться на периферію тарілок, звідки видаляється бруд, що осів на стінках барабана.

Частота обертання барабанів сучасних сепараторів становить 6000...9000 хв^_1, продуктивність по молоку — 0,25...3,50 л/с. Кількість тарілок — 40... 120. Відстань між тарілками у сепараторах вершковідокремлювачах дорівнює 0,35...0,50 мм, у сепараторах- очисниках — 1...2 мм. Вона фіксується спеціально передбаченими виступами 5, що є на поверхні тарілок. Кут нахилу твірних конусів тарілок до більшої основи = 50...60°.

На продуктивність і металомісткість тарілчастого сепаратора найбільше впливають частота обертання барабана, великий і малий радіуси тарілок та їх кількість.