Сепаратори
Однією із основних машин переробки молока є сепаратори, які призначені для розділення продукту на фракції з різною густиною в обертовому сепаруючому пристрої-барабані.
Сепаратори, які використовують у молочній промисловості, класифікуються за виробничим призначенням, за конструктивними особливостями, ступенем контакту молока її повітрям, способом видалення з молока сторонніх домішок і осаду, видом приводу.
Види сепараторів
За виробничим призначенням розділяють сепаратори:
- для сепарування молока (концентратори) і одержання вершків жирністю 10...45 % і при повторній концентрації одержання вершків жирністю до 85 %;
- при очищенні молока від сторонніх домішок (кларифіксатори);
- для нормалізації молока за жирністю (нормалізувати молоко можна на сепараторі-вершковідділювачі з використанням спеціального пристрою для нормалізації на спеціальному сепараторі для нормалізації і очищення молока);
- для гомогенізації молока (кларифіксатори);
- для видалення мікрофлори (бактофуги);
- для сепарування, нормалізації або очищення молока (універсальні);
- для одержання сиру із сирного згустку (сквашеного молока);
- для освітлення сироватки і відділення білкового пилу.
За конструктивними особливостями і ступенем контакту молока з повітрям сепаратори діляться на:
- відкриті – з відкритою подачею молока, відкритим виходом вершків і знежиреного молока (вершки і знежирене молоко безпосередньо доторкаються до повітря);
- напівзакриті, в яких подача молока може бути відкритою або закритою, але без напору, а вихід продукту закритий, під тиском, створюваним сепаратором; у процесі сепарування продукт всередині барабана не ізольований від контакту з повітрям;
- закриті (герметичні), в яких подача молока, вихід продукту і процес обробки молока всередині барабана ізольований від доступу повітря; молоко в сепаратор подається під тиском, створюваним насосом, продукт виходить під тиском, створюваним сепаратором або насосом по закритих трубопроводах.
За способом видалення з барабана сторонніх домішок і осаду бувають сепаратори:
- з ручним вивантаженням осаду після зупинки і розбирання сепаратора;
- з відцентровим періодичним вивантаженням осаду при безперервній роботі сепаратора;
- з відцентровим безперервним вивантаженням важкої фракції через сопла (в сепараторі для сиру).
За видом приводу виготовляють сепаратори з ручним приводом, з приводом від електродвигуна, з комбінованим приводом (ручним і від електродвигуна). З ручним приводом випускають тільки відкриті сепаратори продуктивністю до 600 л/год, які на підприємствах молочної промисловості не використовуються.
Сепаратор вибирають залежно від призначення, кількості перероблюваного продукту, схеми технологічного процесу, технічних і експлуатаційних даних сепараторів.
Будова сепараторів
Основними вузлами сепаратора є сепаруючий пристрій, приймально-відвідний пристрій, який призначений для подачі продукту в сепаруючий пристрій і відводу продуктів розділення, привідний механізм з індивідуальним електродвигуном, змонтованим на станині сепаратора.
Сепаруючий пристрій сепаратора (рис. 1) закритий кришкою. Корпус і кришка з'єднуються гайкою. Всередині корпуса встановлений тарілкотримач з укріпленим на ньому пакетом тарілок. У верхній частині пакета розміщена роздільна тарілка, яка розділяє всередині сепаруючого пристрою потоки рідкої легкої і важкої фракцій. Приймально-відвідний пристрій має центральну трубку для вводу вихідного продукту в сепаруючий пристрій.
На трубці закріплені напірні диски для відводу під тиском продуктів розділення. Диски нерухомо розміщені всередині сепаруючого пристрою в напірних камерах. Основними вузлами сепаратора є сепаруючий пристрій, приймально-відвідний пристрій, який призначений для подачі продукту в сепаруючий пристрій і відводу продуктів розділення, привідний механізм з індивідуальним електродвигуном, змонтованим на станині сепаратора.
Сепаруючий пристрій сепаратора (рис, 1) закритий кришкою. Корпус і кришка з'єднуються гайкою. Всередині корпуса встановлений тарілкотримач з укріпленим на ньому пакетом тарілок. У верхній частині пакета розміщена роздільна тарілка, яка розділяє всередині сепаруючого пристрою потоки рідкої легкої і важкої фракцій.
Приймально-відвідний пристрій має центральну трубку для вводу вихідного продукту в сепаруючий пристрій. На трубці закріплені напірні диски для відводу під тиском продуктів розділення. Диски нерухомо розміщені всередині сепаруючого пристрою в напірних камерах.
Горизонтальний вал привідного механізму обертається у підшипниках з укріпленим на ньому ведучим колесом мультиплікатора. Рух від електродвигуна на горизонтальний вал передасться через відцентрову муфту, забезпечуючи розгін барабана до паспортних частот обертання за 5 - 10 хв. Ведуче колесо на горизонтальному валу входить у зчеплення з ведучим колесом мультиплікатора, яке розміщене на вертикальному валу (веретені). приводить у рух веретено, а разом з ним і сепаруючий пристрій, розміщений на кінці веретена.
Відвід твердого осаду може бути періодичним при повному розбиранні сепаруючого пристрою, пульсуючим при відводі осаду на ходу і безперервним – через сопла в стінці цього пристрою. До сепараторів для відділення жирової фракції відносяться сепаратори-вершковідділювачі і сепаратори-нормалізатори, сепаратори для високо-жирних вершків і сепаратори-дисператори.
Сепаратор-вершковідділювач призначений для розділення молока на вершки і знежирене молоко. Якість роботи сепаратора оцінюється по масовій частці жиру, що залишилася у знежиреному молоці (0,03 - 0,01 %). Масова частка жиру у вершках складає 10-40 %. Сепаратор-вершковідділювач з пульсуючим вивантаженням осаду працює по програмі, закладеній в систему управління. Сепарування молока проходить при закритих розвантажувальних каналах.
При накопиченні на периферії сепаруючого пристрою твердого осаду канали відкриваються і осад випускається в приймальний бункер. Отвори для вивантаження закриваються і процес повторюється через проміжок часу, закладений у програмі. У сепаруючий пристрій сепаратора молоко подається по трубопроводу і центральною трубою приймально-відвідного пристрою.
Через отвір у тарілкотримачі і вертикальні канали в пакеті тарілок молоко розподіляється в міжтарілчатому просторі, де проходить його розділення. Вершки, які відтискаються до осі обертання, спочатку поступають у верхню частину сепаруючого пристрою, а потім у напірну камеру з нерухомим напірним диском, звідки напором відводяться з сепаратора.
Знежирене молоко направляється до периферії сепаруючого пристрою у забруднений простір, звідки поступає у верхню частину сепаруючого пристрою, до напірної камери знежиреного молока, і під напором виводиться з сепаратора. Всередині сепаруючого пристрою потоки вершків і знежиреного молока не змішуються, тому вони розділені глухою перегородкою, утвореною верхньою і роздільною тарілками пакету тарілок.
Для регулювання жирності вершків передбачений регулюючий вентиль і вимірювач кількості вершків (ротаметр), які встановлені на трубопроводі. При постійній кількості і масовій частці жиру у поступаючому молоці збільшення втрати вершків призводить до зменшення масової частки жиру в них, і навпаки, зменшення кількості виходячих вершків тягне за собою збільшення масової частки жиру у вершках.
Сепаратори високожирних вершків використовуються переважно в потокових лініях виробництва масла. Ці сепаратори призначені для одержання вершків з високою масовою часткою жиру 80-85 %.
Конструкція сепаратора високожирних вершків дещо відрізняється від конструкції звичайного сепаратора-вершковідділювача відкритого типу. Внаслідок високої в'язкості перероблюваного продукту (вершків) розміри міжтарілчатих зазорів у сепараторі високожирних вершків збільшені, продуктивність знижена і регулювання масової частки жиру у високожирних вершках проводиться регулятором на лінії сколотин.
Через 1,5-2 гад роботи сепаратор періодичної дії необхідно зупинити для вивантаження осаду, миття і чищення. До сепараторів для видалення важкої фракції відносять сепаратори-молокоочисники, сепаратори-сироочищувачі і сепаратори-відділювачі білка від сироватки, сепаратори-бактеріовідділювачі. Сепаратор-молокоочисник призначений для виділення з молока механічних і природних (мікроорганізми, частинки бруду, крові ) домішок.
Масова частка домішок в молоці складає в середньому 0,04 %. Сепаратор-молокоочисник з пульсуючим вивантаженням осаду складається з сепаруючого пристрою, приймально-відвідного пристрою і станини з приводом. Сепаратор комплектується пультом управління з програмним пристроєм, яким регулюють роботу системи вивантаження осаду.
Молоко поступає в сепаруючий пристрій (рис. 4) сепаратора-молокоочисника по центральній трубі і направляється в забруднений простір. Очищене молоко рухається до осі обертання сепаруючого пристрою, по зазорах, між тарілками, а осад, накопичується на стінці корпусу.
Очищене молоко відводиться з сепаратора під тиском через напірну систему, включаючи напірну камеру і напірний диск. Осад, що зібрався у сепаруючому пристрої, вивантажують через отвір у стінці корпуса. В момент збирання осаду ці отвори закриті поршнем, який утворює внутрішнє рухоме дно в сепаруючому пристрої. Робоча рідина, що поступає з гідросистеми в порожнину під поршнем, створює, напрямлений вверх тиск, який притискує поршень до прокладки.
У сепаруючому пристрої радіально розміщені два клапани робочої порожнини, які зв'язані з порожниною під поршнем, гідросистемою і отворами для виходу робочої рідини. При подачі в клапани робочої рідини, поршні клапанів відкривають отвори, в результаті чого рідина з простору під поршнем виводиться через отвори з барабана.
Поршень у сепаруючому пристрої опускаючись, відкриває отвір для вивантаження осаду, робоча рідина знову заповнює простір під поршнем. Поршень піднімається у верхнє положення і процес накопичення осаду повторюється.
Сепаратор-сировідділювач відкритого типу з безперервним вивантаженням важкої фракції (сиру) через сопла призначений для знежирення творогу і входить у комплект обладнання лінії виробництва сиру роздільним методом. У стінці корпуса сепаратора-сировідділювача (рис. 3) є 12 отворів, у яких знаходяться тримачі з соплами. Змінюючи розміри сопел і їх кількість, можна регулювати масову частку вологи у сирі.
Сирний згусток по центральній трубі направляється під тарілкотримач у периферійний простір сепаруючого пристрою. Сир безперервно виводиться через сопла в прийомник сиру. Сироватка видаляється з сепаруючого пристою через направляюче кільце вільним потоком. У сепараторі можна відібрати тільки згусток, одержаний з знежиреного молока, тому що при обробці згустку, одержаного з жирного молока, неминучі втрати молочного жиру, який відводиться разом з сироваткою.