6.Сепарирование молока. Типы сепараторов, их конструктивные особенности.
Под механической обработкой молока и молочных продуктов следует понимать такую обработку, при которой не происходят процессы, связанные с химическими изменениями продукта.
Сепарирование – процесс механической обработки, заключающийся в разделении молока на фракции в поле центробежных сил. С целью повышения качества разделения сепарирование необходимо проводить при t=20-30C (при повышении t вязкость уменьшается и улучшается текучесть).
По основным процессам, протекающим в сепараторах их можно разделить на сепараторы- сливкоотделители и сепараторы-молоко-очистители. Сепараторы-сливкоотделители предназначены для центробежного разделения молока на сливки и обезжиренное молоко. В сепараторах молокоочистителях происходят выделение из молока механических и естественных примесей.
В зависимости от условий ввода/вывода сепараторы различают: закрытые, открытые, полузакрытые. В закрытых ввод/вывод осуществляется под давлением. Узлы должны быть герметичными. В открытых и ввод и вывод осуществляется без давления. В полузакрытых либо ввод, либо вывод осуществляется под давлением.
|
Сепаратор-сливкоотделитель |
Сепаратор-молокоочиститель |
Легкая фаза |
Сливки (в осевой зоне) |
Молоко (в осевой зоне) |
Тяжелая фаза |
Молоко (в периферии) |
Примеси (в периферии) |
Сплошная фаза |
Молоко |
Молоко |
Дисперсная фаза |
Сливки |
Примеси |
Конструктивные отличия сепараторов.
Принципиальные отличия сепарирующего устройства сепаратора-молокоочистителя от С. У. сепаратора-сливкоотделителя заключаются в следующем: в межтарелочные пространства С. У. сепаратора-молокоочистителя жидкость входит с периферии тарелок, а не через отверстия в тарелках, как у сепаратора-сливкоотделителя. Отверстия в тарелках у сепараторов-молокоочистителей вообще отсутствуют. Продукт, обрабатываемый в сепараторах-молокоочистителях, направляется в отводной патрубок, а в сепараторах-сливкоотделителях — в патрубки для сливок и обезжиренного молока. Периферийное пространство сепараторов-молокоочистителей больше, чем сепараторов-сливкоотделителей.
В сепарирующих устройствах, предназначенных для выделения более легкой, чем среда, фракции, поток поступающей в межтарелочные пространства жидкости (большая часть) перемещается от отверстий в тарелках к периферии. При этом жидкость проходит в пространствах между тарелками, где осуществляется тонкослойное разделение, в результате чего выделяются частицы эмульсии жира (жировые шарики).
В сепарирующих устройствах, предназначенных для выделения более тяжелой, чем среда, фракции, жидкость поступает в межтарелочные пространства с периферии. В периферийной части выделяется до 80% от общего количества механических и естественных примесей. Остальная часть примесей выделяется в межтарелочных пространствах. К тому же процесс осложняется еще тем, что поступающая из межтарелочных пространств в периферии более тяжелая фракция вновь смешивается с общим потоком.
Таким образом, рабочим объемом сепаратора-сливкоотделителя с достаточной точностью можно считать межтарелочные пространства, а рабочим объемом сепараторов-молокоочистителей — периферийную часть и межтарелочные пространства.
Барабан сливкоотделителя |
Барабан молокоочистителя |
Тарелки перфорированные, все кроме верхней |
Тарелки сплошные |
Расстояние м/у тарелками 0,4-0,6 мм |
1,5-4 мм |
Диаметр тарелки к диаметру барабана - больше |
Диаметр тарелки к диаметру барабана – меньше |
Сепаратор-молокоочиститель.
Рабочий элемент – барабан (1). Молоко подается через подводящее/отводящее устройство (2). Вращается барабан за счет вала (3), который закреплен в подшипниковых узлах (4) и (5). Вал вращается двигателем (6), через повышающую передачу (винтовую). Поскольку при штатном режиме работы сепаратора приводной вал работает со скоростями выше критических значений в период разгона и торможения может наблюдаться явление резонанса. Для того чтобы преодолеть опасную зону без разрушения конструкции верхний подшипник выполнен в подпружиненной опоре.
Станина (8) обеспечивает гашение вибрации. Барабан закрывается кожухом (9). Для эффективной сепарации внутри барабана размещены разделительные тарелки. Тарелки имеют коническую форму и устанавливаются с определенным зазором. У сепаратора-молокоочистителя тарелки выполняются сплошными и устанавливаются с зазором 1,5 – 4 мм. Диаметр тарелки к диаметру барабана меньше.
В сепарирующих устройствах, предназначенных для выделения более тяжелой, чем среда, фракции, жидкость поступает в межтарелочные пространства с периферии. В периферийной части выделяется до 80% от общего количества механических и естественных примесей. Остальная часть примесей выделяется в межтарелочных пространствах. К тому же процесс осложняется еще тем, что поступающая из межтарелочных пространств в периферии более тяжелая фракция вновь смешивается с общим потоком. Рабочей зоной для сепаратора-молокоочистителя является периферийная зона и межтарелочные пространство.
Сепараторы-сливкоотделители.
Исходное молоко вводится через штуцер (1) и проходит по центральной трубе сверху вниз. Нижняя часть (2) вращается и выходит в донную часть под нижнюю тарелку. На поток молока действует Ц.Б.С. и происходит разделение. Сливки остаются в осевой зоне, а молоко в периферийной зоне.
Верхняя тарелка выполняется сплошной и служит границей отделяющей каналы вывода сливок и для вывода молока. Сливки из под тарелки поднимаются по каналу (4) и поступают в напорную камеру для сливок (5). Молоко из периферийной зоны проходит над сплошной тарелкой (в пространстве м/у верхней тарелкой и крышкой сепаратора) и поступает по каналу (6) в напорную камеру для молока (7). В каждой камере установлен напорный диск (8) и (9). По конструкции напорный диск напоминает рабочее колесо ЦБН. На его поверхности выполнены лопасти, а центральная часть соединена с трубой. Функция напорного диска преобразовывать вращательное движение жидкости в энергию давления под действием, которого поток выходит из сепаратора. Сливки выводятся по трубе (10), а молоко по трубе (11).