Теоретичні відомості. Сепаратори (рис. 9) призначені для розділення продукту на фракції з різною густиною

Сепаратори (рис. 9) призначені для розділення продукту на фракції з різною густиною. Сепаратори, які використовуються в промисловості, по своєму призначенню поділяються на такі види:

- сепаратори-вершковідокремлювачі для розподілу молока на вершки певної жирності і збиране молоко з одночасним очищенням фракцій від механічних домішок;

- сепаратори для отримання високо жирних вершків (84-85 % жиру) із вершків жирністю 35-40 %.;

- сепаратори-молокоочисники для очищення молока від механічних домішок;

- сепаратори-сировідокремлювачі для сепарування кислотно-сичужного згустку з розподілом його на кисломолочний сир і сироватку;

- сепаратор-відокремлювач білку від сироватки – призначений для очищення сироватки від казеїнового пилу і вилучення молочного жиру;

- сепаратор-бактеріовідокремлювач (бактеріофуга) – призначений для вилучення з молока мікробних клітин;

- сепаратори-кларифікатори (диспергатори) для очищення і гомогенізації молока;

- сепаратори-нормалізатори – для розділення молока на нормалізовану суміш заданої жирності і частину вершків.

По принципу подачі молока в сепаратор і відведення продуктів сепарування розрізняють три типи сепараторів: відкритого типу, закритого (герметичного) типу і напівзакритого типу.

Сепаратори складаються з таких основних вузлів:

- барабана – сепаруючого пристрою;

- приймально-відвідного пристрою, який служить для подачі продукту в сепаруючий пристрій і для відведення продуктів сепарування;

- привідного механізму, який забезпечує обертання барабана;

- станини сепаратора, на якій кріпляться всі названі вузли.

Основним робочим органом сепаратора є барабан, який складається з основи, тарілкотримача 6, пакету проміжних тарілок, верхньої тарілки, розподільної тарілки 8 і кришки барабана 9. На тарілкотримачі спочатку розміщується нижня тарілка, яка має шипи з зовнішньої і внутрішньої сторін, потім пакет проміжних тарілок з шипами з однієї сторони, завдяки яким зберігається зазор між тарілками 0, 4-0, 5 мм.

Молоко з лійки 1 через центральну питаючу трубку 2 надходить в простір між корпусом барабана 5 і тарілкотримачем 6, піднімається в пакет тарілок по отворам 7 і розтікається в міжтарілкових просторах, де й розділяється на дві фракції.

Важка фракція – збиране молоко – відцентровою силою відкидається до периферії, піднімаючись в порожнині, обмеженій відокремлювальною тарілкою і кришкою барабану, потрапляє в напірну камеру збираного молока і далі в напірний диск його. З напірної камери збиране молоко виходить під тиском і по трубі виводиться із сепаратора. Розподільна тарілка 8 розділяє і попереджує від змішування збиране молоко і вершки.

Легка фракція – вершки – відтісняється до центру барабану і вздовж тарілкотримача 6 піднімається вгору в напірну камеру вершків, обмежену верхньою частиною розподільної тарілки і верхньою тарілкою. Потім через напірний диск вершки піднімаються і потрапляють під тиском в камеру, звідти виводяться і направляються в резервуар або будь-який апарат.

Жирова фаза молока представляє собою жирові кульки діаметром від 1 до 10 мкм, рівномірно розподілені в молоці. Під час сепарування в між тарілковому просторі жирові кульки, направляючись до центру барабану, сковзаються вздовж верхньої поверхні тарілки. Збиране молоко, як більш важка фракція, направляється до периферії по внутрішній поверхні тарілок. Таким чином, в між тарілковому просторі зустрічаються два потоки: збиране молоко, яке направляється до периферії, і вершки, які направляються до центру барабану.

Рис. 9. Схема сепарування:

а – в відкритому сепараторі: 1 – приймальна лійка; 2 – центральна питаюча трубка; 3 – напірний диск збираного молока; 4 – напірний диск вершків; 5 – корпус барабана; б – тарілкотримач; 7 – вісь отворів в тарілках; 8 – розподільна тарілка; 9 – кришка барабана; б – в герметичному сепараторі.

Молоко з лійки 1 через центральну питаючу трубку 2 надходить в простір між корпусом барабана 5 і тарілкотримачем 6, піднімається в пакет тарілок по отворам 7 і розтікається в міжтарілкових просторах, де й розділяється на дві фракції.

Важка фракція – збиране молоко – відцентровою силою відкидається до периферії, піднімаючись в порожнині, обмеженій відокремлювальною тарілкою і кришкою барабану, потрапляє в напірну камеру збираного молока і далі в напірний диск його. З напірної камери збиране молоко виходить під тиском і по трубі виводиться із сепаратора. Розподільна тарілка 8 розділяє і попереджує від змішування збиране молоко і вершки.

Легка фракція – вершки – відтісняється до центру барабану і вздовж тарілкотримача 6 піднімається вгору в напірну камеру вершків, обмежену верхньою частиною розподільної тарілки і верхньою тарілкою. Потім через напірний диск вершки піднімаються і потрапляють під тиском в камеру, звідти виводяться і направляються в резервуар або будь-який апарат.

Жирова фаза молока представляє собою жирові кульки діаметром від 1 до 10 мкм, рівномірно розподілені в молоці. Під час сепарування в між тарілковому просторі жирові кульки, направляючись до центру барабану, сковзаються вздовж верхньої поверхні тарілки. Збиране молоко, як більш важка фракція, направляється до периферії по внутрішній поверхні тарілок. Таким чином, в між тарілковому просторі зустрічаються два потоки: збиране молоко, яке направляється до периферії, і вершки, які направляються до центру барабану.

Гомогенізатор (рис. 10). Призначений для подрібнення (диспергування) жирових кульок під впливом на молоко зовнішніх зусиль, викликаних перепадом тиску. В свіжому молоці середній діаметр жирових кульок зменшується до 1 мкм. Тим самим зменшується можливість відстоювання жиру при зберіганні молока.

Рис. 10. Гомогенізатор клапанного типу:

1 – кривошипно-шатунний механізм; 2 – всмоктуючий клапан; 3 – насос; 4 – запобіжний клапан; 5 – сідло гомогенізаторного клапана; 6 – клапан; 7 – пружина; 8 – ре­гулювальний гвинт; 9 – корпус; 10 – манометр; 11 – нагнітальний клапан

Принцип дії клапанних гомогенізаторів зводиться до того, що молоко або вершки під великим тиском продавлюються крізь вузьку клапанну щілину, де і відбувається дроблення жирових кульок. При вході в клапанну щілину швидкість руху рідини, призначеної для гомогенізації, різко зростає. Якщо швидкість потоку на підході до щілини складає декілька метрів за секунду, то швидкість в клапанній щілині перевищує сотні метрів за секунду.

В зоні різкої і великої зміни швидкості жирова частинка витягується і від неї відриваються малі частки, величина, яких і залежить від величини тиску гомогенізації.

Високий тиск в гомогенізаторі створюється плунжерним насосом, який приводиться в рух кривошипно-шатунним механізмом 1. Рідина, призначена для гомогенізації, всмоктується через всмоктуючий клапан 2 і нагнітається через нагнітальний клапан 11 в гомогенізуючу голівку. В ній рідина проходить через клапанну щілину, утворену сідлом 5 і клапаном 6. клапан до сідла притискається пружиною 7. за допомогою гвинта 8 можна регулювати силу тиску пружини на клапан.

Контроль за тиском гомогенізації здійснюється манометром 10. Гомогенізатор обладнаний клапаном 4, який запобігає аварії машини у випадку засмічення клапанної щілини.

Контрольні запитання:

6. Навести класифікацію обладнання для теплової обробки молока і молочних продуктів.

7. Призначення пластинчатих і трубчатих теплообмінних апаратів.

8. Будова і принцип роботи пастеризаційної установки трубчатого типу.

9. Будова і принцип роботи пластинчатої пастеризаційно-охолоджувальної установки.

10. Класифікація і призначення сепараторів.

11. Будова сепаратора.

12. Навести схему процесу сепарування.

13. Будова і призначення гомогенізатора.

14. Принцип роботи гомогенізатора.