44.Устройство, принцип действия маслообразователей. Их расчет.

Наибольшее распространение получили маслообразователи цилиндрические (обычно трехцилиндровые) и пластинчатые. Применя­ются также вакуум-маслообразователи.

Трехцилиндровый маслообразователь (рис. 120) состоит из унифицированных цилиндров одинаковой кон­струкции. Каждый из цилиндров включает обечайки вытеснительный барабан, крышку, редуктор и рубашку для охлаждения продук­та водой. В рубашке проложена и закреплена спираль 11. Задней стенкой цилиндра является торцевой диск редуктора 15, а передней — крышка 5.

Вытеснительный барабан 8 изготовлен из нержавеющей стали с ребрами жесткости. На нем размещены два ножа 21, оснащенных пластинками из пластмассы. Ножи свободно поворачиваются над плоскостями вытеснительного барабана. При вращении барабана ножи под действием центробежной силы отбрасываются и прижимают­ся лезвием к внутренней поверхности цилиндра.

Для удаления воздуха и контроля за наполнением цилиндра слив­ками в верхней части крышек расположены воздушные краны, которые открывают при пуске маслообразователя. В нижней части крыш­ки верхнего цилиндра размещен кран 2 для выпуска продукта. На выходе продукта установлены выпускной кран 2 и термометр сопро­тивления для контроля за температурой выходящего масла.

От электродвигателя маслообразователь приводится в движение через редуктор 15. Высокожирные сливки температурой 80—90°С подаются в нижний барабан маслообразователя, а рассол и ледяная вода — в охлаждаю­щую рубашку. При работе слой сливок срезается ножами и переме­шивается. Температура масла С на выходе обычно не превышает 10— 12°С. Масло, перемещаясь в направлении к выпускному патрубку, выходит из него. Продолжительность нахождения продукта в маслообразователе 3—6 мин. В случае затвердевания масла (при перерыве в работе) для обогрева цилиндра в рубашку подаются пар или горя­чая вода.

В нижнем цилиндре высокожирные сливки, охлаждаясь до тем­пературы кристаллизации глицеридов (22—23°С), сохраняют свойст­ва эмульсии. Температура рассола в нижнем цилиндре —1 Ч- —3°С, в среднем —3-н —5°С. В среднем цилиндре начинается процесс структурообразования: жир из жидкого состояния переходит в вязкопластичное и отвердевает в течение 5—20 с. Продукт в среднем цилиндре охлаждается до 11—13"С. В верхнем цилиндре вследствие механиче­ского воздействия в течение 150—250 с продукт приобретает мелко­кристаллическую структуру и пластическую консистенцию. Темпе­ратура продукта в верхнем цилиндре вследствие охлаждения водой при температуре 7—9°С даже повышается на 1—2°С. Выделение тепла при механическом воздействии превышает отвод через стенку цилинд­ра к охлаждающей воде.

Оптимальным углом установки ножей является угол 35°, а коль­цевой зазор при производительности 450, 650 и 850 кг/ч соответст­венно 15, 22 и 29 мм.

Пластинчатый маслообразователь (рис. 121) состоит из тешюобменного

Рис. 12К Пластинчатый маслообразователь:

I, 21 — подшипники; 2 — приводной вал; 3 — выходной патрубок; 4 — крыльчатки 5 — дис­ковые решетки; 6 — конусная насадка; 7, 11 — резиновые прокладки; 8 — мешалка; 9 — от­ражатель; 10 — цилиндр; 12 — нажимная плита; 13 — резиновое кольцо; 14 — реэиновая шайба; 15 — диски-турбулизаторы; 16, 19— патрубки для хладоносителя; 17 — продуктовая пластина. 18 — охлаждающая пластине; 20 — центральное отверстие; 21 — опорная плита: 23, 24 — опорные шайбы

Вакуум-маслообразователь показан на рис. 122 Горячие выеокожирпые сливки подаваемые в вакуум-камеру 4, на входе распыляются форсункой, раз мещешюн на патрубке ввода /. Так как в'вакуум-камере поддер­живается вакуум, а высокожирные сливки имейг температуру 70— 90°С, происходит их вскипание и они практически мгновенно охлаж даются. Для предупреждения на ляпання на стенкн аппарата масло со стенок снимается ножами ло­пастной мешалки. Охлажденные сливки падают в тексгуратор, в котором создается свойственная маслу структура, и оно на выхо­де образует пласт однородного продукта. положении. Через 8-12 минут барабан набирает рабочую частоту вращения, в чем можно убедить­ся по тахометру, стрелка которого должна указывать цифру 1400 или по пуль­сатору - 50-52 толчка в минуту (один толчок соответствует 98 оборотам бара­бана). После этого трехходовый кран 7 (рисунок 2.1) переводится в положение подпитки, при этом вода подается через трубку 2 (рисунок 2.2) в верхнюю часть распределительного кольца 1. Затем вода по вертикальному каналу 3 по­падает под поршень 4 и поднимает его вверх - шламовое пространство гермети­зируется (рисунок 2.2). Поршень клапана 13 при этом прижат центробежной силой к седлу и вода не может покинуть полость под поршнем. В полость под поршень в этом случае поступает небольшое количество воды, необходимое для компенсации утечек воды через уплотнения. Избыточная вода возвращает­ся из-под полости поршня по верхнему наклонному каналу в полость распреде­лительного кольца,

Коэффициент теплоотдачи α Вт/(м² • К) от сливок к стенке определяется по формуле

где с — удельная теплоемкость высоко жирных сливок, Дж/(кг • К); h —- тол-шина слоя высокожирных слнвок; м; р — плотность выеокожирныя слнвок, кг/м^э; •Т— продолжительность охлаждения каждого слоя высокожирных сли­вок, ч;

Т = 1/2 – 60n;

где — θ , θ_в энтальпия слоя соответственно до и после охлаждения, Дж.

Практические расчеты ориентировочны. Так, приблизительно производительность М (в кг/ч.) маслообразователей можно опре­делить из формулы

где V — объем кольцевых зазоров маслосбразовгтеля, м; Т — продолжитель­ность пребывания продукта в маслообраэователе (т = 6 - 4 мин).

Частоту вращения вытеснителя n (в с~¹) можно определить по формуле

Приведенные характеристики позволяют лишь качественно оце­нить влияние различных факторов на пропесс маслообразования, а также сравнить между собой различные маслообразователи.