Назначение, описание конструкции и принципа действия сепаратора-сливкоотделителя

                                       содержание                                                     стр.

Введение                                                                                       3

1. Назначение, описание конструкции и принципа действия сепаратора-сливкоотделителя  А1-ОЦР             4                                                      

2. Расчет основных параметров сепаратора-сливкоотделителя  А1-ОЦР                                                              11

3. Техника безопасности при эксплуатации                  сепаратора-сливкоотделителя  А1-ОЦР                                    13                                                      

 Заключение                                                                                              20

Список  использованной литературы                                      21

ПРИЛОЖЕНИЕ                                                                                               22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                        Введение

На протяжении большей  части истории человечества единственным источником молока служили молочные железы женщины. Затем, когда человек  одомашнил других животных, для удовлетворения своих потребностей в существенных питательных веществах он стал использовать молоко других млекопитающих. Практически все молоко, потребляемое в России в натуральном виде - это коровье молоко. Питательная ценность молока иллюстрируется тем фактом, что ежедневное потребление примерно одного литра молока удовлетворяет всю суточную потребность взрослого человека в жире, кальции, фосфоре и других питательных веществах.

Качество молока в  значительной степени зависит от условий его получения первичной  обработки и переработки. Переработка молочного сырья осуществляется с помощью соответствующих технологических процессов с применением соответствующего технологического оборудования. Специалисты должны хорошо знать эти процессы и четко представлять принцип действия технологического оборудования.

Цель данного курсового проекта - изучить конструкцию и рабочий процесс машины по первичной обработке и переработке молока, в частности сепаратор-сливкоотделитель, научиться эксплуатировать и обслуживать это технологическое оборудование.

 

1. Назначение, описание конструкции и принципа действия сепаратора-сливкоотделителя  А1-ОЦР

Физическая сущность процесса сепарирования молока, так  же как и любого центрифугального разделения жидкостных систем, основана на осаждении дисперсной фазы под действием центробежной силы. Дисперсную фазу молока составляет плазма, а дисперсной является молочный жир в виде мельчайших шариков (диаметр 0,01…0,1 мм). Поэтому к движению дисперсных частиц в молоке применим с допущениями закон Стокса. Как известно, закон Стокса определяет силу сопротивления, которую испытывает твердый шарик при медленном движении в неограниченной вязкой жидкости. Он выражается формулой:

W = 6πμrv,                                                                   (1)

где: μ – коэффициент вязкости жидкости, н·с/м ;

 r – радиус шарика, м;

 v – скорость движения шарика м/с. [6]

 

Молоко, как известно, представляет смесь жира плотностью 877-961 кг/м и плазмы (белки, вода, минеральные вещества) плотностью 1006-1036 кг/м . Такую дисперсную смесь, включающую также посторонние твердые включения различной плотности, можно разделить двумя способами:

1. отстоем в поле земного тяготения: более тяжелые составляющие с течением времени осядут, более легкие всплывут;
2. сепарированием на механических центрифугах в поле центробежных сил: более тяжелые составляющие смеси перемещаются к периферии вращающегося ротора, более легкие — вытесняются ими к центру. [8]

Для отделения механических включений применяются различные фильтры, через которые под давлением пропускается молоко.

Способ естественного  отстоя малопроизводителен. При этом нет четкой границы разделения компонентов смеси. Разделение в поле центробежных сил интенсифицирует процесс. При этом появляется возможность регулирования качества разделения путем изменения силового поля. В связи с этим механическое разделение молока получило преимущественное применение при его обработке.

Сепараторы-сливкоотделители предназначены для центробежного  разделения молока на сливки и обезжиренное молоко, нормализации молока по жиру, а также для обезжиривания сыворотки и получения безводного жира. В них осуществляется концентрация жира в плазме. Характерным признаком обрабатываемого продукта в сепараторах-сливкоотделителях является то, что плотность дисперсной фазы (жира) должна быть меньше плотности дисперсионной среды (плазмы).

На эффективность сепарирования  влияют, прежде всего, технологические  факторы, такие, как температура  сепарирования, кислотность молока, загрязнение молока механическими  примесями, размер и плотность жировых шариков, предварительная обработка, массовая доля жира в молоке, плотность и вязкость молока; конструктивные факторы, такие, как частота вращения барабана сепаратора, производительность сепаратора и др.

Оптимальная температура  сепарирования 40 – 45 °С. Повышение температуры выше этих значений приводит к снижению эффективности сепарирования, т.е. к увеличению жира в обезжиренном молоке. [6]

Повышение температуры  сепарирования способствует денатурации  сывороточных белков молока, агломерации  их с казеином и появлению белковых хлопьев. При этом грязевое пространство сепаратора быстро заполняется сепараторной слизью, что приводит к ухудшению выделения жира.

Повышенная кислотность  молока уменьшает отрицательный  заряд казеина, что приводит к  частичной коагуляции белков молока. Белковые хлопья быстро заполняют грязевое пространство сепаратора, увеличивая количество сепараторной слизи, что влечет за собой переход жировых шариков в обезжиренное молоко и загрязнение его механическими примесями. Во избежание этого нужно чаще останавливать сепаратор на мойку либо применять самоочищающиеся сепараторы. Во избежание снижения эффективности сепарирования рекомендуется сепарировать молоко кислотностью  20 °С. [6]

Повышенная механическая загрязненность молока приводит к ухудшению обезжиривания так же, как это было описано выше, из-за быстрого заполнения грязевого пространства и попадания жировых шариков в обезжиренное молоко. Кроме того, увеличение механических загрязнений повышает бактериальное загрязнение молока, которое быстро возрастает, так как температура сепарирования оптимальна для развития микрофлоры.

Действие сепараторов основано на использовании центробежной силы, образующейся в барабане при вращении, для отделения жира от плазмы молока. Скорость выделения жировых шариков зависит от свойств и качества молока и условий сепарирования.

Полугерметические и  герметические сепараторы. Особенность этих сепараторов заключается в том, что они не образуют пены при сепарировании, так как из барабана удаляются воздух и газы.

Наибольшее распространение  получили полугерметические сепараторы, в которых молоко из поплавковой камеры по центральной трубке попадает в тарелкодержатели и нижнюю камеру, откуда оно поступает в пакет тарелок. Пакет заканчивается разделительной тарелкой, под которую устанавливают еще одну верхнюю тарелку. Между разделительной и верхней тарелками образуется камера, где расположен напорный диск для сливок. Вверху крышки барабана имеется горизонтальная перегородка с вертикальными отверстиями для прохода обезжиренного молока. [2]

Между перегородкой и  крышкой образуется камера для напорного  диска, нагнетающего обезжиренное молоко, а между трубками напорных дисков — проход для обезжиренного молока.

Характерной особенностью современных  сепараторов является их универсальность. Рассмотрим основные технические характеристики сепараторов-сливкоотделителей:

Назначение: Предназначены для отделения сливок у предварительно подогретого до 40...45 ºС молока или холодного молока.

Основные моменты которые целесообразно принимать во внимание при выборе: Производительность по полному обезжириванию обычно на 30% меньше производительности сепаратора в режиме нормализации молока.

Нормализация: Все сепараторы укомплектованы системой ручной нормализации. Устройство автоматической нормализации - сложное инжиниринговое решение, которое обеспечивает требуемую точность нормализации только при обеспечении:

• постоянства потока молока
• постоянства температуры молока на входе
• постоянного давления на выходе

При рассмотрении систем нормализации следует учитывать, что системы нормализации бывают:

• нормализация молока в пределах от уровня полного обезжиривания до уровня базовой жирности сырья
• система с нормализацией молока и сливок условно высокой жирности
• система нормализации молока и сливок низкой жирности
• система с "подменой" жировой фазы когда натуральные сливки отводятся для производства высококачественных продуктов
• прочие системы нормализации с наличием одной или нескольких линий подачи добавок в поток нормализованного молока. [2]

Потери: Современные сливкоотделители нивелируют потери молока путем управления разгрузками с использованием расходомеров, программируемых систем автоматизации процессами частичных и полных разгрузок.[7]

Долговечность эксплуатации: Помимо тривиальных критериев оценки, таких как материалы из которых изготовлены те или иные узлы и агрегаты, следует обращать внимание на уровень шумов и вибраций. [7]

Уровень автоматизации: Сепараторы выпускаются с стандартной и автоматической системой управления. [7]

      Комплектность поставки: Современные сепараторы поставляются на раме, на которой помимо сепаратора смонтирована гидросистема, пульт управления. [7]

А1-ОЦР: Сепаратор с частичной автоматической центробежной выгрузкой осадка А1-ОЦР предназначен для разделения теплого цельного молока на сливки и обезжиренное молоко с одновременной очисткой их от загрязнения. Тип сепаратора - полузакрытый, с центробежной частичной пульсирующей выгрузкой осадка

Данные сепараторы применяется на предприятиях молочной промышленности, а также на пунктах приемки молока, и предназначены для разделения цельного молока на сливки и обезжиренное молоко (обрат), очистки обезжиренного молока и сливок от загрязнений. [6]

Наименование	А1-ОЦР
Внешний вид
Габариты сепаратора, в мм (длина*ширина*высота)	1140х780х1450
Частота вращения барабана, с -1	1256
Давление на входе буферной воды, МПа	2,5
Общая масса сепаратора, в кг	2,5
Количество тарелок, шт	12
Температура сепарирования, ºС	30…40
Кислотность молока в гр Т	17,5
Жирность сливок, %	35…40

 

Таблица 1. Техническая  характеристика сепаратора-сливкоотделителя А1-ОЦР

 

Сепарирование — один из основных технологических процессов  в молочной промышленности. Сепарированием безальтернативно получают из молока сливки. К процессам сепарирования  относится центробежная очистка молока, включая бактофугирование. Сепарирование сливок позволяет получать сливочное масло методом преобразования высокожирных сливок. Обезжиривание молочной сыворотки возможность дополнительного использования компонентов молока, в первую очередь молочного жира. Центробежное разделение суспензий используется при производстве творога и осветлении молочной сыворотки, например, при производстве молочного сахара. Возможно и дополнительное извлечение жира из пахты путем сепарирования (обезжиривания) этого продукта. [9]

Сепаратор-сливкоотделитель А1-ОЦР предназначен для разделения теплого цельного молока на сливки и обезжиренное молоко с одновременной очисткой их от загрязнений и молочной слизи. Используется на малых и средних предприятиях молочной промышленности. Сепаратор может быть применен для разделения аналогичных продуктов в других отраслях промышленности. [6]

Рассмотрим линию по переработки  молока в промышленности (рис. 1):

Рисунок 1. – Узел сепарации  молока

 

Сепаратор – сливкоотделитель разделяет молоко на сливки и обезжиренное молоко, он может иметь устройство для нормализации молока. Эффективность сепарирования зависит от содержания жира в молоке и его температуры, которая рекомендована порядка 30 – 45 ºС. При сепарировании молока нагревание снижает его вязкостные свойства, что положительно сказывается на отделении жировых шариков от плазмы молока и образовании сливок. С этой целью молоко, поступающее с узла приемки на сепаратор, предварительно подогревается. Для очистки молока от мельчайших частиц загрязнений, в основном, биологического происхождения, и частично – микроорганизмов, возможна установка фильтра тонкой очистки перед подогревателем. Молоко жирностью выше 4% сепарируют с дополнительным подогревом и уменьшением подачи его в сепаратор. Но при очень высокой температуре сепарирования образуется большое количество молочной слизи, резко повышается вспенивание молока. [9]