1. Цель работы

Изучение устройства и правил эксплуатации сепаратора-сливкоотделителя.

2. Содержание работы

1. Изучение устройства и принципа работы центробежного сепаратора-сливкоотделителя.

2. Приобретение практических навыков сборки и разборки сепаратора, регулирования жирности сливок при сепарировании.

3. Сопоставление расчетных и фактических производительности и мощности на привод сепаратора.

4. Обработка результатов испытаний.

3. Теоретическая часть

Сепараторы по своему назначению подразделяются на сливкоотделители, очистители, нормализаторы и универсальные агрегаты. По конструктивным особенностям они могут быть открытыми, полузакрытыми, герметичными.

В открытых сепараторах поступление молока и отвод продукта происходит в соприкосновении с окружающим воздухом. Производительность таких аппаратов не превышает 0,3 кг/с.

В полузакрытых сепараторах подвод молока осуществляется в соприкосновении с воздухом, а отвод – без. Подача 0,5-1,0 кг/с.

Герметические сепараторы устроены так, что подача молока и отвод продуктов сепарации происходят без доступа воздуха под давлением. Производительность превышает 1 кг/с.

Принцип работы сепараторов.

Молоко поступает в центральную часть барабана сепаратора и растекается тонким слоем по межтарелочным пространствам от оси барабана к периферии. Тяжелые составные части молока под действием центробежной силы направляются к периферии барабана. Молочный жир (более легкая фракция) вытесняется к центру барабана и по отверстиям в тарелках выводится из аппарата. Обезжиренное молоко выводится через другое отверстие. Остаточную жирность молока и жирность сливок регулируют изменением сечения выходного отверстия обезжиренного молока.

Отличие очистителей молока заключается в том, что в тарелках нет отверстий для отделения сливок, а примеси собираются в специальные сборники.

В зависимости от типа привода сепараторы могут быть с ручным приводом через повышающий обороты редуктор и с электроприводом.

Одним из основных технологических параметров, характеризующих работу сепаратора, является температура сепарируемого или очищаемого продукта. Сепараторы для холодной очистки молока служат для работы с продуктом температурой 4-10 ^оС.

Основными узлами сепаратора любого типа являются: станина, состоящая из корпуса и чаши, барабан, приемно-выводное устройство и приводной механизм, включающий в себя вертикальный вал (веретено) и горизонтальный вал с зубчатым колесом.

В корпусе станины размещается приводной механизм, на вертикальном валу которого устанавливается барабан. Чаша станины закрыта крышкой, служащей для размещения приемно-выводного устройства.

Молоко подается по трубопроводу и центральной трубке. В это время поршень сепарирующего устройства закрыт. В полости под поршнем находится вода. При работе сепаратора происходит незначительное ее вытекание из сепарирующего устройства и патрубка станины при подпитке. Для герметизации системы поршень поджимается к прокладке силой гидростатического давления. Молоко подается в сепарирующее устройство, проходит через отверстия в тарелкодержателе и вертикальные каналы пакета, распределяется в межтарелочных пространствах, разделяясь на сливки и обезжиренное молоко. Сливки и обезжиренное молоко выводятся через камеры напорных дисков.

1- пробка спуска масла; 2 - указатель уровня масла; 3 – горизонтальный вал; 4 – тахометр; 5 – пробка залива масла; 6 - трубка подвода воды в сепарирующее устройство; 7 - чаша станины с приемником осадка; 8- зажим; 9 – гайка; 10 – приемно-отводящее устройство в сепарационное пространство; 11 –крышка; 12 - приемно-отводящее устройство; 13 и 14 – камеры напорных дисков; 15 – центральная трубка; 16 – штуцер подвода воды; 17 – станина; 18 – вертикальный вал.

Рисунок 1 Сепаратор ОСН-С с пульсирующей выгрузкой осадка

Твердые частицы и тяжелые примеси, выделяющиеся из молока, поступают в периферийный объем сепарирующего устройства, где происходит их накопление и уплотнение. Во избежание потерь молока применяют только частичную выгрузку осадка при открытии каналов.

Разгрузку сепараторов осуществляют в один или два этапа. При одноэтапной разгрузке осадок выгружается без перекрытия устройства для подачи исходного продукта. Однако во избежание потерь продукта в период раскрытия сепарирующего устройства выгружается не весь осадок, а лишь его часть. При двухэтапной разгрузке сначала перекрывается устройство для подачи исходного продукта и удаляется жидкость из межтарелочного пространства, а затем уже открываются щели для выгрузки, в результате чего осадок выбрасывается из сепарирующего устройства в приемник под действием центробежной силы.

Качество и эффективность сепарирования зависят от ряда факторов:

1. чистота и свежесть молока (чем ниже кислотность и загрязненность, тем дольше работает аппарат без остановок и промывки);

2) крупность жировых шариков (чем крупнее шарики, тем быстрее сепарирование);

3) жирность молока и сливок (с увеличением жирности подача молока должна быть уменьшена);

4) частота вращения барабана;

5) температура молока (оптимальная температура 45 -50 ^оС).

а – барабан сливкоотделителя; б – барабан молокоочистителя; в – барабан соплового(творожного) сепаратора; г – барабан сепаратора с периодической выгрузкой осадка; 1 – тарельчатые вставки; 2 – осадок (сепараторная слизь); 3– обезжиренное молоко (тяжелая фракция); 4 – сливки(легкая фракция); 5 – чистое молоко(осветленная часть); 6 – творожная сыворотка; 7 - приемник творога; 8 – творожный сгусток; 9 – сопло; 10 – напорный диск сливок; 11 – напорный диск обезжиренного молока; 12 – разгрузочные окна; 13 – подвижное днище (поршень); 14 – клапан управления движения поршнем; 15 – приемник осадка.

Рисунок 2 Схемы барабанов сепараторов различных типов.

1 – основание барабана; 2 – поршень; 3,5 – уплотнительные кольца; 4 – окно для выгрузки осадка; 6 – затяжное кольцо; 7 – крышка барабана; 8 – клапан разгрузки; 9 – жиклер; 10 – распределительное кольцо буферной воды.

Рисунок 3 Барабан сепаратора-сливкоотделителя с периодической

выгрузкой осадка

4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

4.1 Оборудование, инструменты, инвентарь

Электросепаратор ЭСБ 02.00.00.000 РЭ; ключ специальный; ключ регулировочный; штангенциркуль; ерш для мытья посуды; мерный стакан вместимостью 1 л; деревянная подставка; кастрюля; ёмкость вместимостью 5 л; плита электрическая; спиртовой термометр; полотенце; молоко жирностью 35% – 3,0 л; содовый раствор 2% (масс.) – 2 л; секундомер.

4.2 Изучение устройства и принципа работы

Технические данные

Производительность, л/ч, не менее		50
Вместимость приемника молока, л, не менее		5,5
Частота вращения барабана, об./мин		11000±1400
Жирность обрата, %, не более		0,05
Пределы регулирования отношения сливок к обрату		от 1:4 до 1:10
Температура сепарируемого молока, ºС		30÷40
Номинальная потребляемая мощность, Вт		80+24
Номинальное напряжение, В		220
Габаритные размеры, мм, не более		330290480
Масса, кг, не более		3,1

1– электропривод; 2 – приёмно-выводное устройство; 3 – барабан; 4 – кран приёмника; 5 – поплавковая камера; 6 – поплавок; 7 – приёмник сливок; 8 – приёмник обрата; 9 – выключатель; 10 – резиновая втулка; 11 – шпилька; 12 – шайба; 13 – гайка; 14 – вал электродвигателя; 15 – электродвигатель; 16 – корпус электропривода; 17 – шнур; 18 – нижняя опора электродвигателя; 23 – верхняя опора электродвигателя; 30 – винт регулирования барабана по высоте; 32 – гайка; А – зазор между верхней кромкой конической части приёмника сливок и осью регулировочного винта, необходимый для нормальной работы сепаратора; Б – дренажное отверстие.

Рис. 4. Общий вид электросепаратора

41 – гайка; 42 – крышка; 43 – разделительная тарелка; 44 – пакет тарелок; 45 – тарелкодержатель; 46 – питающая трубка; 47 – винт; 48 – уплотнительное кольцо; 49 – основание барабана; 50 – регулировочный винт.

Рис. 5. Барабан электросепаратора

Электросепаратор ЭСБ 02.00.00.000 РЭ (рисунок 4) состоит из электропривода 1, приемно-выводного устройства 2 и барабана 3.

Электропривод состоит из пластмассового корпуса 16, внутри которого вертикально установлен электродвигатель 15 на упругих резиновых опорах (верхняя 23 и нижняя 18 опоры). Конец выходного вала электродвигателя имеет паз для установки барабана 3. Электропривод имеет винт регулировочный 30, расположенный в основании сепаратора, который служит для регулирования барабана по высоте. На корпусе электропривода установлены: выключатель 9, резиновая втулка 10 со шнуром 17 для подключения к электросети.

Приёмно-выводное устройство предназначено для подачи молока в барабан, вывода сливок и обезжиренного молока. Оно состоит из приёмника молока 2 с краном 4, поплавковой камеры 5, поплавка 6, приёмника сливок 7, приёмника обрата 8.

Барабан (рисунок 5) состоит из основания 49, уплотнительного кольца 48, тарелкодержателя 45, пакета конических тарелок 44, разделительной тарелки 43 с регулировочным винтом 50, крышки 42 и гайки 41.

Разделение цельного молока на сливки и обезжиренное молоко осуществляется в барабане работающего электросепаратора следующим образом. Молоко через кран 4 приемника молока 2 стекает в поплавковую камеру 5, из которой поступает в питающую трубку основания барабана 49 и далее – в тарелкодержатель 45. Из тарелкодержателя молоко по вертикальным каналам пакета конических тарелок 44 распределяется в межтарелочных зазорах, где под действием центробежных сил разделяется на две фракции – сливки и обрат.

Сливки, как более легкая фракция, направляются к оси вращения барабана и под действием новых порций поднимаются до верхней разделительной тарелки 43 и через отверстие регулировочного винта выводятся в приемник сливок, а оттуда – в приемную емкость.

Обрат, как тяжелая фракция, под действием центробежной силы отбрасывается к периферии барабана 3. Под давлением новых порций поступающего молока оно поднимается в горловину барабана и через паз вытекает в приемник обезжиренного молока, а затем в приемную емкость.